DE112017002483B4

DE112017002483B4 - Hydraulischer puffer und mit demselben kombinierter zylinder

Info

Publication number: DE112017002483B4
Application number: DE112017002483.8T
Authority: DE
Inventors: Dewei Zhu
Original assignee: Qingdao Acme Innovation Technology Co Ltd
Current assignee: Qingdao Acme Innovation Technology Co Ltd
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2017-06-15
Publication date: 2023-10-12
Anticipated expiration: 2037-06-16
Also published as: JP6722303B2; US10738802B2; JP2019522761A; CN105889173B; KR102128464B1; CN105889173A; WO2017215631A1; US20190186509A1; DE112017002483T5; KR20190007493A

Abstract

Hydraulischer Puffer, der mit einem Hydraulikzylinder (Z) kombiniert ist, welcher durch den hydraulischen Puffer kontrolliert und gepuffert wird, wobei der hydraulische Puffer umfasst:wenigstens einen Signalgenerator (X), der in einer von zwei Kammern (3, 8) des Hydraulikzylinders (Z), die durch einen Kolben (6) des Hydraulikzylinders (Z) voneinander getrennt sind, angeordnet ist undeine Signalkammer (1, 9), die an einem oberen Ende (B) oder einem unteren Ende (A) des Hydraulikzylinders (Z) angeordnet ist, undeinen Signalstecker (5, 7) beinhaltet, welcher in Bezug auf die Signalkammer (1, 9) verschiebbar ist und an einer Seite einer Kolbenbaugruppe des Hydraulikzylinders (Z) hervorsteht, undein Pufferungsmodul (Y), welches integral an dem Hydraulikzylinder (Z) ausgebildet ist oder daran montiert ist und umfassteinen Ventilkörper (10),wenigstens ein Schieberventil (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4), wobei jedes davon entsprechend mit dem wenigstens einen Signalgenerator (X) verbunden ist, durch den wenigstens einen Signalgenerator (X) gesteuert wird, um eine in den Hydraulikzylinder (Z) hineingehende und aus diesem herausgehende hydraulische Strömung anzupassen, und ein Dämpfungsloch (20) aufweist, welches daran hindurchgehend angeordnet ist,wenigstens eine elastische Komponente (30), die in dem Ventilkörper (10) montiert ist und an dem Ventilkörper (10) und dem wenigstens einen Schieberventil (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4) anliegt, undwobei der Ventilkörper (10) eine erste große Bohrung (15) und eine zweite große Bohrung (31) umfasst, wobei die erste große Bohrung (15) eine erste große Ölnut (36) umfasst, wobei die zweite große Bohrung (31) eine zweite große Ölnut (24) umfasst, wobei jede der zwei großen Ölnuten (36, 24) konfiguriert ist, um entsprechend mit einer korrespondierenden der zwei Kammern (3, 8) zu kommunizieren,wobei der Signalstecker (5, 7), der sich mit dem Kolbenbaugruppe bewegt, so konfiguriert ist, dass er in die Signalkammer (1, 9) eintritt und darin gleitet, wobei dadurch, dass die Signalkammer (1, 9) dann unabhängig von der Kammer (3, 8) des Hydraulikzylinders (Z) ist, Öl dabei von der Signalkammer (1, 9) übermittelt werden kann, wobei ein Teil des Öls durch das Dämpfungsloch (20) fließt und der Rest des von der Signalkammer (1, 9) übermittelten Öls das wenigstens eine Schieberventil (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4) so drückt, dass dieses gegen die wenigstens eine elastische Komponente (30) bewegt wird, und wobei durch diesen Vorgang die in den Hydraulikzylinder (Z) hineingehende und daraus herausgehende hydraulische Strömung angepasst werden kann und durch Druckablassentladung einer Druckkammer und Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer gepuffert wird.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hydraulikbaugruppe und insbesondere einen hydraulischen Puffer und einen mit dem hydraulischen Puffer kombinierten Zylinder einer technischen Vorrichtung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Bei einem Zyklenbetrieb von technischen Vorrichtungen, beispielsweise den Grabebetrieb eines Baggers oder den Schaufelbetrieb eines Bulldozers, ist ein herkömmlicher Hydraulikzylinder ein Schlüsselsystem für die technische Vorrichtung. Der herkömmliche Hydraulikzylinder kann eine Kolbenstange einsetzen, um einen dynamischen Betrieb auszuführen, und kann mit einem herkömmlichen Stoßdämpfer verwendet werden, um einen Puffereffekt für die technische Vorrichtung bereitzustellen.
Jedoch weist der herkömmliche Hydraulikzylinder, der mit dem herkömmlichen Puffer kombiniert ist, die nachfolgenden Mängel auf.

1. Die Arbeitsweise des herkömmlichen Puffers zur Bereitstellung eines Puffereffekts ist monoton und eine strukturelle Anordnung ist kompliziert.
2. Schwierigkeiten bei der Kombination von zwei Arten von Puffermethoden, nämlich der Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer und der Druckablassentladung einer Druckkammer, führen zu einer geringen Puffereffizienz.
3. Ein Puffervorgang aufgrund der Drosselung eines Rückdrucks kann sich nicht von selbst an eine Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange anpassen, da eine Drosselungsöffnung des herkömmlichen Hydraulikzylinders fest ist. Dadurch ist der Puffereffekt bezüglich seiner Kontrollierbarkeit und Qualität schlecht.
4. Geringe Zuverlässigkeit. Für einen herkömmlichen Hydraulikzylinder bestehen hohe Anforderungen bezüglich der Herstellungsgenauigkeit. Der Puffereffekt kann fehlen, wenn ein kleiner Defekt oder Exzentrizität an einem Teil der Baugruppen des herkömmlichen Hydraulikzylinders und des damit kombinierten Puffers besteht.

Druckschriften DE 2 244 764 A , EP 0 004 483 A1 und DE 2 326 417 A zeigen jeweils konventionelle Puffersysteme eines Hydraulikzylinders, wobei ausschließlich das Prinzip der Drosselung des Gegendrucks an einer Rückflusskammer zur Pufferung realisiert ist.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen hydraulischen Puffer und einen mit dem hydraulischen Puffer kombinierten Hydraulikzylinder bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung kann gut puffern, ist sicher und zuverlässig, sodass die Mängel des herkömmlichen Hydraulikzylinders und des herkömmlichen Puffers überwunden werden können.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird ein hydraulischer Puffer gemäß Anspruch 1 geschaffen, der mit einem Hydraulikzylinder kombiniert ist, welcher durch den hydraulischen Puffer kontrolliert und gepuffert wird. Der hydraulische Puffer umfasst wenigstens einen Signalgenerator und ein Pufferungsmodul. Der wenigstens eine Signalgenerator ist in einer von zwei Kammern des Hydraulikzylinders angeordnet und hat eine Signalkammer und einen Signalstecker. Die Signalkammer ist an einem oberen Ende oder einem unteren Ende des Hydraulikzylinders angeordnet. Der Signalstecker kann sich relativ zur Signalkammer verschieben und steht an einer Seite einer Kolbenbaugruppe des Hydraulikzylinders hervor. Das Pufferungsmodul ist integral an dem Hydraulikzylinder ausgebildet oder damit zusammengebaut und beinhaltet einen Ventilkörper, wenigstens ein Schieberventil, wenigstens eine elastische Komponente und zwei große Ölnuten, die so konfiguriert sind, dass jede der Ölnuten entsprechend mit einer der zwei Kammern in Verbindung steht. Das wenigstens eine Schieberventil ist jeweils entsprechend mit dem wenigstens einen Signalgenerator verbunden, wird durch den wenigstens einen Signalgenerator gesteuert, um die hydraulische Strömung, die in den Hydraulikzylinder hinein und aus diesem herausgeht, anzupassen, und weist ein Dämpfungsloch auf, das durch dieses hindurchgehend angeordnet ist. Die wenigstens eine elastische Komponente ist in dem Ventilkörper angebracht und liegt an dem Ventilkörper und dem wenigstens einen Schieberventil an. Der Signalstecker, der sich mit der Kolbenbaugruppe bewegt, ist so ausgebildet, dass er in die Signalkammer eintreten und sich darin verschieben kann.
Da die Signalkammer dann unabhängig von der Kammer des Hydraulikzylinders ist, kann dabei Öl von der Signalkammer entsendet werden, wobei ein Teil des Öls durch das Dämpfungsloch fließt und der Rest des von der Signalkammer entsendeten Öls so gegen das wenigstens eine Schieberventil drückt, dass dieses sich gegen die wenigstens eine elastische Komponente verschiebt. Durch diesen Vorgang kann die hydraulische Strömung, die in den Hydraulikzylinder hinein und aus diesem herausgeht, angepasst werden und durch die Methoden einer Druckablassentladung einer Druckkammer und Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer gepuffert werden.
Darüber hinaus weist der hydraulische Puffer ferner wenigstens ein Sperrventil auf. Das wenigstens eine Sperrventil verbindet eine Öffnung des Ventilkörpers und die Signalkammer miteinander, sodass die hydraulische Strömung von der Öffnung unidirektional fließen kann.
Ein Hydraulikzylinder mit dem vorab genannten hydraulischen Puffer wird ebenfalls bereitgestellt. Der Hydraulikzylinder weist einen Zylinderkörper und eine Kolbenbaugruppe auf. Der Zylinderkörper hat ein oberes Ende und ein unteres Ende. Die Kolbenbaugruppe bewegt sich durch Verschieben in dem Zylinderkörper und umfasst eine Kolbenstange und einen Kolben. Der Kolben ist mit der Kolbenstange zusammengebaut und unterteilt einen Raum im Inneren des Zylinderkörpers in eine erste Kammer und eine zweite Kammer. Das Pufferungsmodul des hydraulischen Puffers ist integral an dem Hydraulikzylinder ausgebildet oder damit zusammengebaut, wobei der wenigstens eine Signalgenerator in der ersten Kammer oder der zweiten Kammer angeordnet ist, und wobei der wenigstens eine Signalgenerator fähig ist, eine Bewegung des wenigstens einen Schieberventils des Pufferungsmoduls zu kontrollieren, um den Kolben durch Druckablassentladung einer Druckkammer und Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer zu puffern.
Des Weiteren weist das Pufferungsmodul zwei Schieberventile auf, wobei die beiden Schieberventile jeweils integral an dem unteren Ende und dem oberen Ende des Hydraulikzylinders ausgebildet sind oder daran befestigt sind.
Zusätzlich ist der Signalstecker einteilig an der Kolbenbaugruppe ausgebildet oder ist aus einem verschleißfesten oder einem elastischen Material hergestellt und an der Kolbenbaugruppe befestigt.
In Bezug auf das herkömmliche Hydrauliksystem weist die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile auf:

1. Ein Pufferwiderstand und eine Geschwindigkeit des Kolbens reagieren wechselseitig aufeinander, sodass der Puffereffekt steuerbar und selbstanpassend ist, was bedeutet, dass der Puffereffekt eine hohe Qualität und Stabilität aufweist.
2. Der Signalgenerator sorgt dafür, dass das Pufferungsmodul eine vereinfachte Struktur aufweist. Außerdem ist es unwahrscheinlich, dass Bestandteile des Pufferungsmoduls den Puffereffekt aufgrund von Defekten oder einer Exzentrizität beeinträchtigen. Dadurch kann das Pufferungsmodul eine verlängerte Lebensdauer und eine höhere Ausfallsicherheit aufweisen.
3. Die Qualität des Puffereffekts ist verbessert, sodass Schläge den Hydraulikzylinder nicht mehr beschädigen werden. Der Hydraulikzylinder kann auch eine längere Lebensdauer aufweisen.

IN DEN ZEICHNUNGEN

1 ist eine Teilschnittseitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines hydraulischen Puffers und eines mit dem hydraulischen Puffer kombinierten Zylinders gemäß der vorliegenden Erfindung,
2A ist eine Teilschnittseitenansicht des Hydrauliksystems aus 1 im Anfangszustand,
2B ist eine Teilschnittseitenansicht des Hydrauliksystems aus 1 im Betriebszustand,
3 zeigt eine Bewegung des Hydrauliksystems aus 1 in eine entgegengesetzte Richtung,
4 ist eine Teilschnittseitenansicht einer Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 1, bei welcher die Schieberventile durch erste Ventileinsätze ersetzt sind,
5 ist eine Teilschnittseitenansicht des Hydrauliksystems aus 1, welches mit Sperrventilen ausgestattet ist, sodass eine schnelle Ölbefüllung ausführbar ist,
6 ist eine Teilschnittseitenansicht des Hydrauliksystems aus 4, welches mit Sperrventilen ausgestattet ist, sodass eine schnelle Ölbefüllung ausführbar ist,
7 ist eine Teilschnittseitenansicht einer anderen Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 1, welches mit Kombiventilen ausgestattet ist,
8A bis 8D sind vergrößerte Teilschnittseitenansichten der Kombiventile aus 7, wobei auf vier Konfigurationen der Kombiventile Bezug genommen wird,
9 ist eine Teilschnittseitenansicht eines anderen Beispiels eines hydraulischen Puffers und eines mit dem hydraulischen Puffer kombinierten Zylinders,
10 ist eine Teilschnittseitenansicht einer Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 9, bei welcher das Schieberventil durch einen ersten Ventileinsatz ersetzt ist,
11 ist eine Teilschnittseitenansicht einer anderen Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 9, bei welcher das Schieberventil durch einen zweiten Ventileinsatz ersetzt ist,
12 ist eine Teilschnittseitenansicht einer weiteren Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 11, bei welcher der zweite Ventileinsatz durch einen dritten Ventileinsatz ersetzt ist,
13 ist eine Teilschnittseitenansicht einer weiteren Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 9, welches mit Sperrventilen ausgestattet ist, sodass eine schnelle Ölbefüllung ausführbar ist,
14 ist eine Teilschnittseitenansicht eines weiteren Beispiels eines hydraulischen Puffers und eines mit dem hydraulischen Puffer kombinierten Zylinders,
15 ist eine Teilschnittseitenansicht einer Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 14, bei welcher der Ventileinsatz durch einen anderen Ventileinsatz ersetzt ist,
16 ist eine Teilschnittseitenansicht einer anderen Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 14, bei welcher der Ventileinsatz durch einen anderen Ventileinsatz ersetzt ist,
17 ist eine Teilschnittseitenansicht des zweiten Steckers, welcher sich in die zweite Signalkammer des Hydrauliksystems aus 16 bewegt hat und zeigt, dass der hydraulische Puffer arbeitet,
18 ist eine Teilschnittseitenansicht einer weiteren Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 14, welches mit Sperrventilen ausgestattet ist, sodass eine schnelle Ölbefüllung ausführbar ist,
19 ist eine Teilschnittseitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines hydraulischen Puffers und eines damit kombinierten Zylinders gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Schieberventil genutzt wird,
20 ist eine Teilschnittseitenansicht einer Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 19, bei welcher das Schieberventil durch einen ersten Ventileinsatz ersetzt ist,
21 ist eine Teilschnittseitenansicht einer anderen Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 19, welches mit Sperrventilen ausgestattet ist, sodass eine schnelle Ölbefüllung ausführbar ist,
22 ist eine Teilschnittseitenansicht eines anderen Beispiels eines hydraulischen Puffers und eines damit kombinierten Zylinders,
23 bis 25 zeigen drei Ersatzstrukturen, in welchen das Schieberventil durch einen ersten Ventileinsatz, einen zweiten Ventileinsatz und einen dritten Ventileinsatz ersetzt ist, und
26 ist eine Teilschnittseitenansicht einer weiteren Ersatzstruktur des Hydrauliksystems aus 22, welches mit Sperrventilen ausgestattet ist, sodass eine schnelle Ölbefüllung ausführbar ist.

Die ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wird durch die Zeichnungen gestützt und wird nachfolgend dargelegt.
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Bezugnehmend auf 1 bis 3 umfasst ein hydraulischer Puffer und ein mit dem hydraulischen Puffer kombinierter Hydraulikzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung zwei Signalgeneratoren X, ein Pufferungsmodul Y und den Hydraulikzylinder Z. Die drei Bauteile sind durch Ölleitungen verbunden. Durch Anwenden von zwei Methoden zur Pufferung, nämlich der Druckablassentladung einer Druckkammer und der Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer, kann eine Geschwindigkeit eines Kolbens des Hydrauliksystems an dem Ende eines Prozesses angepasst werden. Ein bidirektionaler Puffereffekt kann ebenfalls erreicht werden. In den Zeichnungen werden Strömungsrichtungen durch Pfeile angezeigt. Der Hydraulikzylinder Z weist einen Zylinderkörper 2, eine Kolbenstange 4, einen Kolben 6, ein oberes Ende B und ein unteres Ende A auf. Der Kolben 6 und die Kolbenstange 4 sind zu einer Kolbenbaugruppe verbunden, die in dem Zylinderkörper 2 gleitet, wobei der Kolben 6 den Raum im Inneren des Zylinderkörpers 2 in eine erste Kammer 3 und eine zweite Kammer 8 unterteilt. Das Pufferungsmodul Y umfasst einen Ventilkörper 10, zwei Schieberventile 12, 18 und zwei elastische Komponenten 30.
Der Ventilkörper 10 weist zwei Sätze von großen und kleinen Bohrungen auf, welche eine erste große Bohrung 15, eine zweite große Bohrung 31, eine erste kleine Bohrung 34 und eine zweite kleine Bohrung 19 umfassen. Die erste große Bohrung 15 hat eine erste große Ölnut 36 und eine erste kleine Ölnut 11, welche radial in der ersten großen Bohrung 15 angeordnet sind und in einer axialen Richtung voneinander beabstandet sind. Die zweite große Bohrung 31 hat eine zweite große Ölnut 24 und eine zweite kleine Ölnut 27, welche radial in der zweiten großen Bohrung 31 angeordnet sind und in einer axialen Richtung voneinander beabstandet sind. Darüber hinaus steht die erste kleine Ölnut 11 mit der zweiten großen Ölnut 24 durch einen ersten Kanal 26 in Verbindung und die erste große Ölnut 36 steht mit der zweiten kleinen Ölnut 27 durch einen zweiten Kanal 33 in Verbindung.
Darüber hinaus umfasst der Ventilkörper 10 ferner eine erste Außenöffnung 14, eine zweite Außenöffnung 32, eine erste Seitenöffnung 37 und eine zweite Seitenöffnung 25. Die erste Außenöffnung 14 und die zweite Außenöffnung 32 kommunizieren koaxial mit der ersten großen Bohrung 15 und der zweiten großen Bohrung 31 und sind jeweils mit Ölleitungen des Hydrauliksystems verbunden. Die erste Seitenöffnung 37 und die zweite Seitenöffnung 25 kommunizieren mit der ersten großen Bohrung 15 und der zweiten großen Bohrung 31 und sind über Ölleitungen jeweils mit der ersten Kammer 3 und der zweiten Kammer 8 des Hydraulikzylinders Z verbunden. Die zwei Signalkammern 1, 9 der zwei Signalgeneratoren X sind entsprechend mit der ersten Seitenöffnung 34 und der zweiten Seitenöffnung 19 verbunden, um die korrespondierenden Schieberventile 12, 18 zu steuern. Die beiden Schieberventile 12, 18 sind ein erstes Schieberventil 12 und ein zweites Schieberventil 18 und sind entsprechend verschiebbar in der ersten großen Bohrung 15 und der zweiten großen Bohrung 31 angebracht.
Jedes der beiden Schieberventile 12, 18 weist eine Ventiloberfläche 28, eine Kavität 29, eine Hilfsoberfläche 21, ein Dämpfungsloch 20, ein Hauptölloch 23, mehrere zusätzliche Öllöcher 22 und einen Schulterabschnitt 42 auf. Die Ventiloberfläche 28 und die Hilfsoberfläche 21 befinden sich an zwei verschiedenen Enden der Schieberventile 12, 18. Das Dämpfungsloch 20 ist durchgehend durch eine Mitte der Schieberventile 12, 18 angeordnet und steht mit der Kavität 29 und einer Hauptölkammer 13 des Schieberventils 12, 18 in Verbindung. Die Kavität 29 ist durchgehend durch die Ventiloberfläche 28 bis zu dem Hauptölloch 23 ausgebildet, welches radial durch die Schieberventile 12, 18 ausgebildet ist. Die Ventiloberfläche 28 ist passend in die zwei großen Bohrungen 15, 31 eingefügt. Die Hilfsoberfläche 21 ist passend in die zwei kleinen Bohrungen 19, 34 eingefügt. Ein Außendurchmesser der Hilfsoberfläche 21 ist kleiner als ein Außendurchmesser der Ventiloberfläche 28.
Der Schulterabschnitt 42 befindet sich zwischen einem Teil mit dem Außendurchmesser der Hilfsoberfläche 21 und einem Teil mit dem Außendurchmesser der Ventiloberfläche 28. Die zusätzlichen Löcher 22 sind axial durch den Schulterabschnitt 42 angeordnet und stehen mit der Kavität 29 und einer entsprechenden Hilfsölkammer 40, 41 in Verbindung. Die zwei elastischen Komponenten 30 sind in der Kavität 29 der Schieberventile 12, 18 und den zwei Außenöffnungen 14, 32 montiert, wobei die korrespondierenden Schulterabschnitte 42 dadurch an den zwei großen Bohrungen 15, 31 anliegen. Die zwei Signalgeneratoren X sind entsprechend in der ersten Kammer 3 und der zweiten Kammer 8 angeordnet und sind mit den entsprechenden Schieberventilen durch Ölleitungen 16, 35 verbunden. Die zwei Signalgeneratoren X setzen sich aus zwei Signalkammern 1, 9 und zwei Signalsteckern 5, 7 zusammen, wobei die zwei Signalkammern 1, 9 entsprechend an dem oberen Ende B und dem unteren Ende A des Hydraulikzylinders Z angeordnet sind.
Die zwei Signalstecker 5, 7 stehen an den zwei Seiten des Kolbens 6 hervor und sind verschiebbar auf die Signalkammern 1, 9 ausgerichtet. Bezugnehmend auf 1 und 2A bleibt die Ventiloberfläche 28 der Schieberventile 12, 18 passend in den korrespondierenden großen Bohrungen 15, 31 und das Hauptölloch 23 wird den korrespondierenden großen Ölnuten 24, 36 entsprechend ausgerichtet. Die Öffnungen, durch welche das radiale Hauptölloch 23 und die große Ölnut 24, 36 miteinander in Verbindung stehen, sind maximiert. Zusätzlich werden zur gleichen Zeit die kleinen Ölnuten 11, 27 durch die Ventiloberflächen 28 bedeckt und blockiert, sodass verhindert wird, dass die kleinen Ölnuten 11, 27 mit den Kavitäten 29 der Schieberventile 12, 18 kommunizieren. Wenn sich die Schieberventile 12, 18 in Richtung des anderen Endes bewegen, werden sich die Hauptöllöcher 23 allmählich von den großen Ölnuten 24, 36 weg in Richtung der kleinen Ölnuten 11, 27 bewegen.
Nach der Verschiebung werden die kleinen Ölnuten 11, 27 mit den Hauptöllöchern 23 kommunizieren und die großen Ölnuten 24, 36 werden durch die Ventiloberfläche 28 blockiert, wobei dadurch eine Verbindung dazwischen verhindert wird. Die zwei Schieberventile 12, 18 können sich den Steuersignalen von den korrespondierenden Signalgeneratoren X entsprechend axial verschieben, um eine Menge und Strömungsrichtung des Öls anzupassen. Demgemäß können die Methoden der Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer und einer Druckablassentladung einer Druckkammer gleichzeitig eingesetzt werden und stellen einen Puffereffekt bereit.
Es folgt eine ausführliche Beschreibung der Funktionsweise der Pufferung.
Das Hydrauliksystem umfasst die Signalgeneratoren X und das Pufferungsmodul Y. Die zwei Signalgeneratoren X sind in der ersten Kammer 3 und der zweiten Kammer 8 des Hydraulikzylinders Z montiert. Die erste Signalkammer 1 und die zweite Signalkammer 9 der zwei Signalgeneratoren X sind entsprechend an dem oberen Ende B und dem unteren Ende A angeordnet und sind verschiebbar auf den ersten Signalstecker 5 und den zweiten Signalstecker 7 ausgerichtet, welche entsprechend an den zwei Seiten des Kolbens 6 hervorstehen. Komprimiertes Öl, welches aus den Relativbewegungen resultiert, wird als ein Steuersignal dienen und wird die Schieberventile 12, 18 des Pufferungsmoduls Y in die Lage versetzen, sich unter Kontrolle zu verschieben. Auf diese Weise ist der Puffereffekt für den Kolben 6 des Hydraulikzylinders Z anpassbar.
Wenn der Kolben 6 bewegungslos bleibt oder sich bewegt bevor der erste Signalstecker 5 in die erste Signalkammer 1 eintritt (oder bevor der zweite Signalstecker 7 in die zweite Signalkammer 9 eintritt), werden unter Bezugnahme auf 1 und 2A die Schulterabschnitte 42 des ersten Schieberventils 12 und des zweiten Schieberventils 18 durch die zwei elastischen Komponenten 30 gedrückt und stoßen somit an die großen Bohrungen 15, 31 an. Synchron dazu werden die Hauptöllöcher 23 des ersten Schieberventils 12 und des zweiten Schieberventils 18 jeweils der ersten großen Ölnut 36 und der zweiten großen Ölnut 24 entsprechend ausgerichtet. Die mehreren Ventilöffnungen 39 zwischen den Hauptöllöchern 23 und den zwei großen Ölnuten 36, 24 werden dementsprechend maximiert. Das soll heißen, dass die Hauptöllöcher 23 des ersten und des zweiten Schieberventils 12, 18 in einer vollständigen Verbindung mit den großen Ölnuten 36, 24 verbleiben. Dann wird kein Steuersignal von den Signalgeneratoren X übermittelt, sodass das Pufferungsmodul Y nicht betätigt werden kann, um einen Puffereffekt bereitzustellen.
Bezugnehmend auf 2A wird der Kolben 6 von der ersten Kammer 3 zur zweiten Kammer 8 bewegt und der zweite Signalstecker 7 ist noch nicht in die zweite Signalkammer 9 eingetreten. Komprimiertes Öl strömt durch die erste Außenöffnung 14, die Hauptölkammer 13 der ersten großen Bohrung 15, die Kavität 29 und das Hauptölloch 23 des ersten Schieberventils 12, die erste große Ölnut 36, die erste Seitenöffnung 37 und eine erste Zylinderölleitung 38 in die erste Kammer 3 (ein wenig von dem komprimierten Öl fließt durch das Dämpfungsloch 20 des ersten Schieberventils 12 und eine erste Ölleitung 35 in die erste Kammer 3). Das in die erste Kammer 3 fließende komprimierte Öl drückt den Kolben 6 in Richtung der zweiten Kammer 8. Darüber hinaus wird durch den Kolben 6 das Öl in der zweiten Kammer 8 dann zunehmend komprimiert und fließt über eine zweite Zylinderölleitung 17, die zweite Seitenöffnung 25, die zweite große Ölnut 24, das Hauptölloch 23 und die Kavität 29 des zweiten Schieberventils 18 und die Hauptölkammer 13 und die zweite Außenöffnung 32 in einen Ölbehälter W (ein wenig von dem komprimierten Öl fließt durch eine zweite Ölleitung 16 und das Dämpfungsloch 20 des zweiten Schieberventils 18 zu dem Ölbehälter W).
Da die erste und die zweite kleine Ölnut 11, 27 jeweils durch die Ventiloberflächen 28 des ersten und des zweiten Schieberventils 12, 18 versperrt werden, kann die erste kleine Ölnut 11 nicht mit der Kavität 29 des ersten Schieberventils 12 kommunizieren und die zweite kleine Ölnut 27 kann nicht mit der Kavität 29 des zweiten Schieberventils 18 kommunizieren. Dadurch fließt das Öl in den zwei großen Bohrungen 15, 31 unabhängig voneinander jeweils als Drucköl und Rücklauföl für den Hydraulikzylinder Z und treibt den Kolben 6 des Hydraulikzylinders Z gemeinschaftlich so an, dass dieser als herkömmlicher Hydraulikzylinder arbeitet. Einstweilen ist die erste Kammer 3 eine Druckkammer und die zweite Kammer 8 ist eine Rücklaufkammer.
Wenn der Kolben 6 sich weiter zu einer Position bewegt, welche durch die ideellen Linien in 2A dargestellt ist, und der zweite Signalstecker 7 in die zweite Signalkammer 9 eintritt, trennt der zweite Signalstecker 7 die zweite Signalkammer 9 von der zweiten Kammer 8. Es sei angenommen, dass V0 eine Geschwindigkeit des Kolbens 6 ist und P3, P8 und P9 die jeweiligen Werte für den hydraulischen Druck in der ersten Kammer 3, der zweiten Kammer 8 und der zweiten Signalkammer 9 sind. Ein Wert für den hydraulischen Druck für die zweite kleine Bohrung 19 ist ebenfalls P9. Im Augenblick soll P3 der Betriebsdruck des Hydraulikzylinders Z sein. P8 und P9 sind der Ölrücklaufdruck des Ölbehälters W, der unter der Annahme, dass kein Druckverlust besteht, gleich null ist. Bezugnehmend auf 2B beginnt, wenn sich der Kolben 6 weiterbewegt, ein Volumen der zweiten Signalkammer 9 kleiner zu werden, sodass P9 größer wird und das Öl dazu antreibt als ein Steuersignal zur zweiten kleinen Bohrung 19 des Pufferungsmoduls Y zu fließen. Abgesehen von einem kleinen Anteil des Öls, der durch das Dämpfungsloch 20 des zweiten Schieberventils 18 in den Ölbehälter W strömt, wird der Rest des Öls das zweite Schieberventil 18 dazu bringen, sich entgegen der Rückstellwirkung der elastischen Komponente 30 in der zweiten großen Bohrung 31 zu verschieben.
Die Ventilöffnung 39 zwischen dem Hauptölloch 23 des zweiten Schieberventils 18 und der zweiten großen Ölnut 24 verengt sich und bewirkt eine Drosselung, sodass ein Widerstand gegen das zurücklaufende Öl begünstigt, dass P8 steigt und den Kolben 6 abbremsen kann. Andererseits kommuniziert das Hauptölloch 23 des zweiten Schieberventils 18 allmählich mit der zweiten kleinen Ölnut 27, sodass das komprimierte Öl über das Hauptölloch 23 des ersten Schieberventils 12, die erste große Ölnut 36, den zweiten Kanal 33, die zweite kleine Ölnut 27, das Hauptölloch 23 und die Kavität 29 des zweiten Schieberventils 18 zu dem Ölbehälter W fließen kann. Dadurch kann eine Entlastung des Hydrauliksystems beginnen, wobei P3 in der ersten Kammer 3 abnimmt, sodass V0 des Kolbens 6 aufgrund des Zusammenwirkens eines Druckkraftverlusts und einer Widerstandskraftzunahme abnimmt.
Weiter wird der zweite Signalstecker 7 in der zweiten Signalkammer 9 mit der Abnahme von V0 langsamer, sodass P9 kleiner wird, was bedeutet, dass die Druckkraft gegen das zweite Schieberventil 18 abnimmt. Das zweite Schieberventil 18 wird gemäß der Änderung von P9 und der Rückstellkraft der elastischen Komponente 30 verschoben. Die Qualität des Puffereffekts des Hydrauliksystems kann dadurch gesteigert werden, da V0 und die Ventilöffnungen 39 negativ miteinander korrelieren. Eine größere V0 des Kolbens 6 treibt mehr Öl zur zweiten kleinen Bohrung 19 von dem Signalgenerator X an dem unteren Ende A des Hydraulikzylinders Z und führt zu einer größeren Verschiebung des zweiten Schieberventils 18 und einer kleineren Ventilöffnung 39. Die kleinere Ventilöffnung 39 führt zu einem größeren Drosselungswiderstand, wodurch P8 steigen wird und der Kolben 6 langsamer wird. Im Verlauf des Puffervorgangs hat V0 zu Beginn einen Maximalwert und die Ventilöffnung 39 hat die Tendenz am schnellsten abzunehmen, um den größten Ölrücklaufwiderstand zu erlangen.
Während V0 allmählich abnimmt, erweitert sich die Ventilöffnung 39, wodurch der Widerstand verringert wird. Wenn V0 auf einen kritischen Wert V1 gesunken ist, kann das als Steuersignal dienende Öl von der zweiten Signalkammer 9 durch das Dämpfungsloch 20 vollständig ausgeströmt sein und es ist kein Öl mehr vorhanden, das gegen das zweite Schieberventil 18 drücken kann. Dann wird das zweite Schieberventil 18 einen stabilen Gleichgewichtszustand durch das Zusammenwirken von P3, P8, P9 und der Rückstellkraft der elastischen Komponente 30 erreichen und der Kolben 6 kann einen Hub mit einer Geschwindigkeit gleich V1 stabil abschließen. Nachdem der Kolben 6 das untere Ende A des Hydraulikzylinders Z erreicht hat, wird das zweite Schieberventil 18 durch die elastische Komponente 30 zurück in eine Ausgangsposition gedrückt. Wenn sich das zweite Schieberventil 18 bewegt, kann Öl durch die zusätzlichen Löcher 22 des zweiten Schieberventils 18 eine zweite Hilfsölkammer 40 befüllen.
Der kritische Wert V1 der Geschwindigkeit des Kolbens 6 kann die Qualität des Puffereffekts abbilden. Ein kleiner Wert für V1 bedeutet, dass eine kleinere Kollisionskraft vorhanden ist, wenn ein Hub beendet wird, was für eine bessere Qualität des Puffereffekts steht. Darüber hinaus wird der kritische Wert V1 durch Faktoren beeinflusst, welche die Elastizitätskoeffizienten der elastischen Komponenten 30, den Vorspanndruck auf die elastischen Komponenten 30, die Durchmesser der Dämpfungslöcher 20, die Oberflächenausdehnungen der Signalkammern 1, 9 und die Oberflächenausdehnungen der kleinen Bohrungen 34, 19 beinhalten. Ein Hersteller kann einen kritischen Wert V1 durch Anpassung dieser Faktoren festlegen. Theoretisch kann der kritische Wert V1 so eingestellt werden, dass dieser annähernd null ist.
Die Empfindlichkeit der Pufferung kann erhöht werden, wenn ein Verhältnis zwischen den Oberflächenausdehnungen der Signalkammern 1, 9 und denjenigen der korrespondierenden kleinen Bohrungen 34, 19 vergrößert wird, die Durchmesser der Dämpfungslöcher 20 verkleinert werden, elastische Komponenten 30 mit kleineren Elastizitätskoeffizienten verwendet werden oder der Vorspanndruck auf die elastischen Komponenten 30 verkleinert wird. Des Weiteren kann ein effektiver Rückdruckbereich der Rücklaufkammer vergrößert werden, wenn die Oberflächenausdehnungen der Signalkammern 1, 9 verkleinert werden.
In den vorstehenden Abschnitten wurde der Puffereffekt beschrieben, der in dem Vorgang auftritt, wenn sich der Kolben 6 des Hydraulikzylinders Z von der ersten Kammer 3 in Richtung der zweiten Kammer 8 bewegt. Während dieses Vorgangs betätigt und kontrolliert der Signalgenerator X, der mit der zweiten Kammer 8 kommuniziert, das zweite Schieberventil 18, um den Puffervorgang abzuschließen. Bezugnehmend auf 3 ist es, wenn sich der Kolben 6 umgekehrt von der zweiten Kammer 8 in Richtung der ersten Kammer 3 bewegt, hingegen die Aufgabe des Signalgenerators X, der mit der ersten Kammer 3 kommuniziert, das erste Schieberventil 12 so zu betätigen und zu kontrollieren, dass der Puffervorgang abgeschlossen wird. Hinsichtlich einer ausführlichen Beschreibung des Puffervorgangs sei lediglich darauf hingewiesen, dass dieser nach den gleichen Wirkungsprinzipien erfolgt, wie sie für den vorab beschriebenen Puffervorgang erläutert sind.
Des Weiteren bezugnehmend auf 4 kann ein gleichwertiger Ersatz der zwei Schieberventile 12, 18 aus 1 bis 3 durch zwei Ventileinsätze 12A erfolgen. Die Hilfsoberflächen 21 und die zusätzlichen Öllöcher 22 der Schieberventile 12, 18 fehlen bei den Ventileinsätzen 12A. Eine Wirkungsweise für das Pufferungsmodul Y mit den Ventileinsätzen 12A ist jedoch weiterhin die gleiche wie für das Pufferungsmodul Y mit den Schieberventilen 12, 18, sodass eine ausführliche Beschreibung derselben weggelassen wird.
Bezugnehmend auf 5 und 6 sind Sperrventile 43 selektiv zwischen der ersten Außenöffnung 14 und der ersten Signalkammer 1 oder zwischen der zweiten Außenöffnung 32 und der zweite Signalkammer 9, welche in 1 bis 4 gezeigt sind, montiert, sodass Öl in einer Richtung von den Außenöffnungen 14, 32 zu den Signalkammern 1, 9 fließen kann. Mittels der Sperrventile 43 können die Signalkammern 1, 9 der Signalgeneratoren X umgehend wieder mit Öl befüllt werden, falls Öl, das an den Dämpfungslöchern 20 gedrosselt wird, nicht rechtzeitig in die Signalkammern 1, 9 fließen kann, wenn sich der Kolben 6 in die entgegengesetzte Richtung bewegt.
Zusätzlich kann eine Reihe von Kombiventilen F durch Abänderung der ersten und zweiten Schieberventile 12, 18 und der Ventileinsätze 12A erhalten werden. Die Kombiventile F sind ebenfalls mit den Funktionen der Sperrventile 43 ausgestattet. Folglich können gemäß 7 die Schieberventile 12, 18 und die Sperrventile 43 durch die Kombiventile F ersetzt werden. Bezugnehmend auf 7 und 8A bis 8D umfassen die Kombiventile F ein erstes Kombiventil F1, ein zweites Kombiventil F2, ein drittes Kombiventil F3 und ein viertes Kombiventil F4 gemäß den 8A bis 8D. Jedes der Kombiventile F hat eine Ventilhülse und eine Sperrventilstange. Durch die Ventilhülse werden die Eigenschaften der Kavitäten 29 und der Ventiloberflächen 28 der Schieberventile 12, 18 beibehalten. Jedoch fallen die Hilfsoberflächen 21 weg.
Darüber hinaus weist die Ventilhülse ein lineares Führungsloch 50 oder ein konisches Führungsloch 50A und ein versenktes Loch 47 auf. Das lineare Führungsloch 50 und das konische Führungsloch 50A sind von den Dämpfungslöchern 20 verbreitert. Das versenkte Loch 47 ist axial an dem Schulterabschnitt 42 von jedem der Kombiventile F vorgesehen. Zusätzlich weist das versenkte Loch 47 wahlweise die zusätzlichen Öllöcher 22 auf, welche damit kommunizieren. Diesen technischen Merkmalen entsprechend gibt es für die Ventilhülse drei Konfigurationen: eine erste Ventilhülse 18A, eine zweite Ventilhülse 18B und eine dritte Ventilhülse 18C. Die erste Ventilhülse 18A hat ein lineares Führungsloch 50 und ein versenktes Loch 47 mit zusätzlichen Öllöchern 22. Die zweite Ventilhülse 18B hat ein lineares Führungsloch 50 und ein versenktes Loch 47 ohne zusätzliche Öllöcher 22. Die dritte Ventilhülse 18C hat ein konisches Führungsloch 50A und ein versenktes Loch mit zusätzlichen Öllöchern 22. Es gibt vier Konfigurationen für die Sperrventilstange: eine erste Sperrventilstange 21A, eine zweite Sperrventilstange 21B, eine dritte Sperrventilstange 21C und eine vierte Sperrventilstange 21D. Die Kombiventile F1, F2, F3, F4 sind Kombinationen aus den drei Konfigurationen für die Ventilhülse 18A, 18B, 18C und den vier Konfigurationen für die Sperrventilstange 21A, 21B, 21C, 21D.
Bezugnehmend auf 8A umfasst das erste Kombiventil F1 eine erste Ventilhülse 18A, eine Sperrventilstange 21A und ein elastisches Element 46. Die erste Sperrventilstange 21A hat einen zylindrischen Körper, einen Vorsprung 49, ein Dämpfungsloch 20, einen Schnellbefüllungskanal 48 und mehrere Schnellbefüllungslöcher 45. Der zylindrische Körper umfasst einen Führungsabschnitt 44 und einen Kolbenabschnitt 19B, welche entsprechend an zwei unterschiedlichen Seiten des Vorsprungs 49 angeordnet sind. Der Führungsabschnitt 44 gleitet in dem linearen Führungsloch 50 der ersten Ventilhülse 18A. Der Kolbenabschnitt 19B gleitet in der zweiten kleinen Bohrung 19 des Ventilkörpers 10. Das Dämpfungsloch 20 und der Schnellbefüllungskanal 48 sind an unterschiedlichen Enden durch eine Mitte der ersten Sperrventilstange 21A angeordnet. Die Schnellbefüllungslöcher 45 sind radial durch den zylindrischen Körper ausgebildet und stehen mit dem Schnellbefüllungskanal 48 in der Nähe des Dämpfungslochs 20 in Verbindung.
Das elastische Element 46 ist bereits zusammengedrückt und bedeckt den Kolbenabschnitt 19B, wobei ein Ende davon an dem Vorsprung 49 anliegt und das andere Ende davon an einer Innenfläche an einem Ende der zweiten kleinen Bohrung 19 anliegt. Der Vorsprung 49 wird dadurch gedrückt und liegt an einem Boden des versenkten Lochs 47 der ersten Ventilhülse 18A an. Zur Anpassung an das erste Kombiventil F1 weist der Ventilkörper 10 ferner eine Schnellbefüllungsrille 19A auf. Die Schnellbefüllungsrille 19A ist an einem äußeren Ende der zweiten kleinen Bohrung 19 vorgesehen und erstreckt sich in einer radialen Richtung. Darüber hinaus ist die Schnellbefüllungsrille 19A mit einem der Signalgeneratoren X über Ölleitungen verbunden. Im Allgemeinen befinden sich die Schnellbefüllungslöcher 45 in der zweiten kleinen Bohrung 19, wodurch die Kommunikation zur Schnellbefüllungsrille 19A blockiert wird. Das Öl in dem Schnellbefüllungskanal kann in einem solchen geschlossenen Zustand nur durch das Dämpfungsloch 20 zu der Schnellbefüllungsrille 19A fließen. Wenn die Sperrventilstange 21A in Richtung der Schnellbefüllungsrille 19A bewegt wird, wird das Schnellbefüllungsloch 45 allmählich mit der Schnellbefüllungsrille 19A in Verbindung gebracht. Das Öl in dem Schnellbefüllungskanal 48 kann in einem solchen geöffneten Zustand durch das Schnellbefüllungsloch 45 und die Schnellbefüllungsrille 19A in die korrespondierende Signalkammer 1, 9 des Signalgenerators X fließen. Das elastische Element 46 kann eine Drahtfeder, eine Flachfeder oder ein elastischer Gummi oder dergleichen sein, welche/r die Sperrventilstange 21A zurückstellen kann.
[Vergleichsbeispiel]
Bezugnehmend auf 9 bis 13 umfasst ein Vergleichsbeispiel des hydraulischen Puffers zwei Signalgeneratoren X und ein Pufferungsmodul Y. Das Pufferungsmodul Y beinhaltet zwei Schieberventile 12, 18, die entsprechend mit den zwei Signalgeneratoren X verbunden sind. Die zwei Signalgeneratoren X sind in einer ersten Kammer 3 und einer zweiten Kammer 8 eines Hydraulikzylinders Z angeordnet und sind entsprechend mit den zwei Schieberventilen 12, 18 durch Ölleitungen 16, 35 verbunden. Durch Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer kann eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens des Hydraulikzylinders Z kontrolliert werden und es kann ein bidirektionaler Puffereffekt realisiert werden. Das Vergleichsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass: nur die zwei großen Ölnuten 24, 36 der beiden großen Bohrungen 15, 31 beibehalten werden. Die zwei kleinen Ölnuten 11, 27 und die zwei Kanäle 26, 33 werden wegelassen. Die Schieberventile 12, 18 können auch durch die drei Konfigurationen von Ventileinsätzen 12A, 12B, 12C ersetzt werden. Bei dem ersten Ventileinsatz 12A werden nur die Hilfsoberfläche 21 und die zusätzlichen Öllöcher 22 von den Schieberventilen 12, 18 weggelassen. Bei dem zweiten Ventileinsatz 12B fallen die Hauptöllöcher 23 von den Schieberventilen 12, 18 weg. Bei dem dritten Ventileinsatz 12C sind die Hilfsoberfläche 21, die zusätzlichen Öllöcher 22 und die Hauptöllöcher 23 von den Schieberventilen 12, 18 weggelassen. Die weiteren technischen Merkmale sind die gleichen wie bei der Methode zur Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Bezugnehmend auf 13 sind ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wahlweise die Sperrventile 43 zwischen den zwei Außenöffnungen 14, 32 und den zugehörigen Signalkammern 1, 9 montiert. Dadurch können die Signalkammern 1, 9 durch die Sperrventile 43 unmittelbar wieder mit Öl befüllt werden.
[Vergleichsbeispiel]
Bezugnehmend auf 14 bis 18 umfasst ein anderes Vergleichsbeispiel des hydraulischen Puffers zwei Signalgeneratoren X und ein Pufferungsmodul Y. Das Pufferungsmodul Y beinhaltet zwei Schieberventile 12, 18, welche entsprechend mit den zwei Signalgeneratoren X verbunden sind. Die beiden Signalgeneratoren X sind entsprechend in einer ersten Kammer 3 und einer zweiten Kammer 8 eines Hydraulikzylinders Z angeordnet und sind jeweils mit einem entsprechenden der zwei Schieberventile 12, 18 durch die Ölleitungen 16, 35 verbunden. Durch Druckablassentladung einer Druckkammer kann eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens des Hydraulikzylinders Z kontrolliert werden und es kann ein bidirektionaler Puffereffekt realisiert werden. Im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die Schieberventile 12, 18 entsprechend durch einen vierten Ventileinsatz 12D, einen fünften Ventileinsatz 12E und einen sechsten Ventileinsatz 12F ersetzt. Außerdem unterscheidet sich die Verbindung der Ölleitungen dahingehend, dass die zwei Signalkammern 1, 9 durch die Ölleitungen 16, 35 jeweils mit den kleinen Bohrungen 34, 19 verbunden sind. Die weiteren technischen Merkmale sind die gleichen wie bei der Methode zur Druckablassentladung einer Druckkammer bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Bezugnehmend auf 18 sind ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wahlweise die Sperrventile 43 zwischen den zwei Seitenöffnungen 37, 25 und den zugehörigen Signalkammern 1, 9 montiert. Dadurch können die Signalkammern 1, 9 durch die Sperrventile 43 unmittelbar wieder mit Öl befüllt werden.
[Weiteres Ausführungsbeispiel]
Bezugnehmend auf 19 bis 21 umfasst ein weiteres Ausführungsbeispiel des hydraulischen Puffers einen Signalgenerator X und ein Pufferungsmodul Y. Das Pufferungsmodul Y hat ein Schieberventil. Der Signalgenerator X ist in einer ersten Kammer 3 oder einer zweiten Kammer 8 eines Hydraulikzylinders Z angeordnet und kontrolliert die Bewegungen des ersten Schieberventils 12 über eine Ölleitung. Durch die Prinzipien einer Druckablassentladung einer Druckkammer und Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer kann eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens des Hydraulikzylinders Z kontrolliert werden und es kann ein unidirektionaler Puffereffekt erreicht werden. Bezugnehmend auf 19 werden das erste Schieberventil 12 und der Signalgenerator X zur Veranschaulichung in der ersten Kammer 3 verwendet. 19 zeigt die strukturellen Zusammenhänge zwischen dem ersten Schieberventil 12 und der ersten großen Bohrung 15 des Hydrauliksystems zusammen mit Strömungsrichtungen des Öls in einem Zustand, in dem keine Pufferung erfolgt.
Ferner bezugnehmend auf 20 kann das in 19 gezeigte erste Ventil 12 mit dem Ventileinsatz 12A ersetzt werden.
Darüber hinaus kann bezugnehmend auf 21 ein Sperrventil 43 zwischen der ersten Außenöffnung 14 und der ersten Signalkammer 1 aus 19 und 20 angebracht werden, sodass Öl nur in einer Richtung von der ersten Außenöffnung 14 zur ersten Signalkammer 1 strömen kann. Wenn der Kolben des Hydraulikzylinders Z beginnt, sich in eine entgegengesetzte Richtung zu bewegen, kann Öl von der ersten Außenöffnung 14 das Dämpfungsloch 20 übersteigen und durch das Sperrventil 43 schnell zur ersten Signalkammer 1 des Signalgenerators X fließen, falls das Öl durch das Dämpfungsloch 20 gedrosselt wird und die erste Signalkammer 1 nicht rechtzeitig füllen kann.
Des Weiteren können die Möglichkeiten zur Ersetzung der Schieberventile 12, 18 aus dem ersten Ausführungsbeispiel, die in 8 gezeigt sind, ebenfalls in dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Das vorab beschriebene Schieberventil 12 und der Ventileinsatz 12A können mit dem Sperrventil 43 zusammengebaut werden und können ferner als ein Kombiventil F gestaltet sein. Neben der Beibehaltung der Funktionen des ersten Schieberventils 12 ist das Kombiventil F außerdem mit einer Funktion eines Sperrventils 43 ausgestattet, durch welches die erste Signalkammer 1 schnell mit Öl wiederbefüllt werden kann. Eine Sperrventilstange des Kombiventils F kann wahlweise die erste Sperrventilstange 21A, die zweite Sperrventilstange 21B, die dritte Sperrventilstange 21C oder die vierte Sperrventilstange 21D sein, welche denjenigen entsprechen, die in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben sind.
[Vergleichsbeispiel]
Bezugnehmend auf 22 bis 26 umfasst ein anderes Vergleichsbeispiel des hydraulischen Puffers einen Signalgenerator X und ein Pufferungsmodul Y. Das Pufferungsmodul Y hat ein Schieberventil. Der Signalgenerator X ist in einer ersten Kammer 3 oder einer zweiten Kammer 8 eines Hydraulikzylinders Z angeordnet und kontrolliert über eine Ölleitung 35 die Bewegungen des ersten Schieberventils 12. Durch das Verfahren einer Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer kann eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens des Hydraulikzylinders Z kontrolliert werden und es kann ein unidirektionaler Puffereffekt erreicht werden. In 22 bis 26 wird zur Veranschaulichung die erste Signalkammer 1, die in der ersten Kammer 3 angeordnet ist, verwendet. Das Schieberventil kann wahlweise das erste Schieberventil 12, der erste Ventileinsatz 12A, der zweite Ventileinsatz 12B oder der dritte Ventileinsatz 12C aus dem erstgenannten Vergleichsbeispiel sein. Wenn sich der Kolben des Hydraulikzylinders Z zu einem Ende eines Hubs in der ersten Kammer 3 bewegt, kann ein Puffereffekt bereitgestellt wird. Hinsichtlich der ausführlichen Beschreibung der Arbeitsweise sei darauf hingewiesen, dass diese die gleiche ist wie bei dem erstgenannten Vergleichsbeispiel und deshalb hierin weggelassen wird.
Ferner bezugnehmend auf 26 kann ein Sperrventil 43 zwischen der ersten Außenöffnung 14 und der ersten Signalkammer 1 aus 22 bis 25 angebracht sein, sodass Öl nur in einer Richtung von der ersten Außenöffnung 14 zur ersten Signalkammer 1 strömen kann. Wenn der Kolben des Hydraulikzylinders Z beginnt, sich in eine entgegengesetzte Richtung zu bewegen, kann Öl von der ersten Außenöffnung 14 das Dämpfungsloch 20 übersteigen und durch das Sperrventil 43 schnell zur ersten Signalkammer 1 des Signalgenerators X fließen, falls das Öl durch das Dämpfungsloch 20 gedrosselt wird und die erste Signalkammer 1 nicht rechtzeitig füllen kann. Es kann ein größerer negativer Druck auftreten, wenn das Öl die erste Signalkammer 1 nicht rechtzeitig auffüllt.
Des Weiteren können die Möglichkeiten zur Ersetzung der Schieberventile 12, 18 aus dem ersten Ausführungsbeispiel, die in 8 gezeigt sind, ebenfalls in dem letztgenannten Vergleichsbeispiel angewendet werden. Das vorab beschriebene Schieberventil 12 und der Ventileinsatz 12A können mit dem Sperrventil 43 zusammengebaut werden und können ferner als ein Kombiventil F gestaltet sein. Neben der Beibehaltung der Funktionen des ersten Schieberventils 12 ist das Kombiventil F außerdem mit einer Funktion eines Sperrventils 43 ausgestattet, durch welches die erste Signalkammer 1 schnell mit Öl wiederbefüllt werden kann. Eine Sperrventilstange des Kombiventils F kann wahlweise die erste Sperrventilstange 21A, die zweite Sperrventilstange 21B, die dritte Sperrventilstange 21C oder die vierte Sperrventilstange 21D sein, welche denjenigen aus dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen.
Bezugnehmend auf 1 bis 26 weist ein Hydraulikzylinder Z einen Zylinderkörper 2, eine Kolbenstange 4, einen Kolben 6, ein oberes Ende B und ein unteres Ende A auf. Der Kolben 6 und die Kolbenstange 4 sind zu einer in dem Zylinderkörper 2 gleitenden Kolbenbaugruppe miteinander verbunden, wobei der Kolben 6 den Raum im Inneren des Zylinderkörpers 2 in eine erste Kammer 3 und eine zweite Kammer 8 unterteilt. Der Hydraulikzylinder Z kann mit einem beliebigen der vorab beschriebenen hydraulischen Puffer mithilfe von Ölleitungen kombiniert werden. Das Pufferungsmodul Y des hydraulischen Puffers ist integral an dem Hydraulikzylinder Z ausgebildet oder mit diesem zusammengebaut. Die Signalgeneratoren X sind in den beiden Kammern 3, 8 des Hydraulikzylinders Z angeordnet, sind in der Lage die Schieberventile des Pufferungsmoduls Y mit Öl an einem Ende eines Hubs zu kontrollieren und stellen ferner den hydraulischen Druck in einer Druckkammer oder einer Rücklaufkammer des Hydraulikzylinders Z ein. Mittels Druckablassentladung der Druckkammer und/oder der Drosselung eines Rückdrucks der Rücklaufkammer sind die Signalgeneratoren X in der Lage die Geschwindigkeit des Kolbens 6 zu kontrollieren und erzeugen einen Puffereffekt für den Hydraulikzylinder Z. Die Wirkungsweise wurde in den vorhergehenden Abschnitten ausführlich beschrieben.
Außerdem ist das Pufferungsmodul Y des hydraulischen Puffers integral an dem oberen Ende B oder dem unteren Ende A ausgebildet oder an diesem befestigt. Die Achsen der Löcher des Pufferungsmoduls Y verlaufen senkrecht oder parallel auf der gleichen Ebene mit einer Achse des Hydraulikzylinders Z. Bei dem Pufferungsmodul Y, welches zwei Sätze von Bohrungen aufweist, sind die Achsen parallel zueinander angeordnet und die großen Bohrungen und die kleinen Bohrungen der beiden Sätze von Bohrungen sind zueinander in senkrechten Richtungen angeordnet. Dies hat als Ergebnis, dass die große Ölnut von einer der zwei großen Bohrungen der kleinen Ölnut der anderen der beiden großen Bohrungen entsprechend ausgerichtet ist, senkrecht zu den Achsen der Bohrungen.
Des Weiteren ist das Pufferungsmodul Y des hydraulischen Puffers integral an dem oberen Ende B oder dem unteren Ende A ausgebildet oder an diesem befestigt. Die Achsen der Bohrungen des Pufferungsmoduls Y sind in einer parallelen Richtung angeordnet und sind senkrecht zur Achse des Hydraulikzylinders Z auf der gleichen Ebene.
Darüber hinaus können die zwei Schieberventile des Pufferungsmoduls Y entsprechend integral an dem oberen Ende B und dem unteren Ende A ausgebildet oder über Ölleitungen an diesen befestigt sein. Die zwei Achsen der beiden Schieberventile sind senkrecht oder parallel zur Achse des Hydraulikzylinders Z und sind in der gleichen Ebene angeordnet.
Zusätzlich können die zwei Schieberventile des Pufferungsmoduls Y in zwei Teile unterteilt sein, wobei jeweils eines der zwei Teile ein entsprechendes der zwei Schieberventile aufweist und integral an dem oberen Ende B oder dem unteren Ende A des Hydraulikzylinders Z ausgebildet oder über Ölleitungen daran befestigt ist. Die zwei Achsen der zwei Schieberventile sind senkrecht oder parallel zur Achse des Hydraulikzylinders Z und sind in der gleichen Ebene angeordnet.
Die vorstehende Beschreibung beruht auf einem Hydraulikzylinder Z mit nur einer Kolbenstange. Wenn der Hydraulikzylinder Z mit zwei Kolbenstangen ausgestattet ist, ist eine Kammer im Inneren des Hydraulikzylinder Z vergleichbar mit der ersten Kammer 3. Die Wirkungsweise ist ebenfalls die gleiche wie bei dem Hydraulikzylinder Z mit nur einer Kolbenstange, sodass eine ausführliche Beschreibung davon nicht wiederholt wird.
Bezugnehmend auf 1 bis 26 können abhängig von den praktischen Anforderungen leicht noch mehr Ausführungsbeispiele ausgehend von den beschriebenen Beispielen durch Modifikationen erhalten werden.

Claims

Hydraulischer Puffer, der mit einem Hydraulikzylinder (Z) kombiniert ist, welcher durch den hydraulischen Puffer kontrolliert und gepuffert wird, wobei der hydraulische Puffer umfasst: wenigstens einen Signalgenerator (X), der in einer von zwei Kammern (3, 8) des Hydraulikzylinders (Z), die durch einen Kolben (6) des Hydraulikzylinders (Z) voneinander getrennt sind, angeordnet ist und eine Signalkammer (1, 9), die an einem oberen Ende (B) oder einem unteren Ende (A) des Hydraulikzylinders (Z) angeordnet ist, und einen Signalstecker (5, 7) beinhaltet, welcher in Bezug auf die Signalkammer (1, 9) verschiebbar ist und an einer Seite einer Kolbenbaugruppe des Hydraulikzylinders (Z) hervorsteht, und ein Pufferungsmodul (Y), welches integral an dem Hydraulikzylinder (Z) ausgebildet ist oder daran montiert ist und umfasst einen Ventilkörper (10), wenigstens ein Schieberventil (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4), wobei jedes davon entsprechend mit dem wenigstens einen Signalgenerator (X) verbunden ist, durch den wenigstens einen Signalgenerator (X) gesteuert wird, um eine in den Hydraulikzylinder (Z) hineingehende und aus diesem herausgehende hydraulische Strömung anzupassen, und ein Dämpfungsloch (20) aufweist, welches daran hindurchgehend angeordnet ist, wenigstens eine elastische Komponente (30), die in dem Ventilkörper (10) montiert ist und an dem Ventilkörper (10) und dem wenigstens einen Schieberventil (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4) anliegt, und wobei der Ventilkörper (10) eine erste große Bohrung (15) und eine zweite große Bohrung (31) umfasst, wobei die erste große Bohrung (15) eine erste große Ölnut (36) umfasst, wobei die zweite große Bohrung (31) eine zweite große Ölnut (24) umfasst, wobei jede der zwei großen Ölnuten (36, 24) konfiguriert ist, um entsprechend mit einer korrespondierenden der zwei Kammern (3, 8) zu kommunizieren, wobei der Signalstecker (5, 7), der sich mit dem Kolbenbaugruppe bewegt, so konfiguriert ist, dass er in die Signalkammer (1, 9) eintritt und darin gleitet, wobei dadurch, dass die Signalkammer (1, 9) dann unabhängig von der Kammer (3, 8) des Hydraulikzylinders (Z) ist, Öl dabei von der Signalkammer (1, 9) übermittelt werden kann, wobei ein Teil des Öls durch das Dämpfungsloch (20) fließt und der Rest des von der Signalkammer (1, 9) übermittelten Öls das wenigstens eine Schieberventil (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4) so drückt, dass dieses gegen die wenigstens eine elastische Komponente (30) bewegt wird, und wobei durch diesen Vorgang die in den Hydraulikzylinder (Z) hineingehende und daraus herausgehende hydraulische Strömung angepasst werden kann und durch Druckablassentladung einer Druckkammer und Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer gepuffert wird.
Hydraulischer Puffer nach Anspruch 1, wobei der hydraulische Puffer ferner wenigstens ein Sperrventil (43) aufweist, welches zwischen einer Öffnung des Ventilkörpers (10) und der Signalkammer (1, 9) angebracht ist, sodass die hydraulische Strömung unidirektional von der Öffnung zur Signalkammer (1, 9) fließen kann.
Hydraulikzylinder (Z) mit dem hydraulischen Puffer nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hydraulikzylinder (Z) umfasst: einen Zylinderkörper (2), der ein oberes Ende (B) und ein unteres Ende (A) hat, eine Kolbenbaugruppe, welche verschiebbar in dem Zylinderkörper (2) beweglich ist und aufweist eine Kolbenstange (4), und einen Kolben (6), der an der Kolbenstange (4) montiert ist und einen Raum im Inneren des Zylinderkörpers in eine erste Kammer (3) und eine zweite Kammer (8) unterteilt, wobei das Pufferungsmodul (Y) des hydraulischen Puffers integral an dem Hydraulikzylinder (Z) ausgebildet ist oder mit diesem zusammengebaut ist, wobei der wenigstens eine Signalgenerator (X) in der ersten Kammer (3) oder der zweiten Kammer (8) angeordnet ist, und wobei der wenigstens eine Signalgenerator (X) die Bewegungen des wenigstens einen Schieberventils (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4) des Pufferungsmoduls kontrollieren kann, um den Kolben durch Druckablassentladung einer Druckkammer und Drosselung eines Rückdrucks einer Rücklaufkammer zu puffern.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 3, bei welchem das Pufferungsmodul (Y) zwei Schieberventile (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4) aufweist, wobei die beiden Schieberventile (12, 18, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12F, F1, F2, F3, F4) jeweils integral an dem unteren Ende (B) oder dem oberen Ende (A) des Hydraulikzylinders (Z) ausgebildet sind oder daran montiert sind.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 3 oder 4, bei welchem der Signalstecker (5, 7) integral an der Kolbenbaugruppe ausgebildet ist oder aus einem verschleißfesten oder elastischen Material gefertigt ist und an der Kolbenbaugruppe befestigt ist.