DE2311494A1

DE2311494A1 - Hydraulische hebevorrichtung

Info

Publication number: DE2311494A1
Application number: DE19732311494
Authority: DE
Inventors: Fred Stansfield
Original assignee: Daniel Doncaster and Sons Ltd
Current assignee: Daniel Doncaster and Sons Ltd
Priority date: 1972-03-08
Filing date: 1973-03-08
Publication date: 1973-09-13
Also published as: IT981186B; JPS48103954A; FR2175140A1; US3835523A; ES412648A1; BE796453A; NL7303148A; JPS5744852B2; CA951946A; JPS496650A; GB1382191A

Description

Hydraulische Hebevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Hebevorrichtungen _o

Hydraulische Hebevorrichtungen wurden bisher mit becherartigen Dichtungen ausgestattet, um Verluste vom Arbeitsmedium längs des Spielraumes zwischen einem Kolbenelement und der Wand eines Zylinders zu verhindern, in dem das Kolbenelement gleitet. Jedoch wurde herausgefunden, daß die bisher verwendeten becherartig en Dichtungen bei Erhöhung der Arbeitsdrücke (und es ist jetzt üblich, bei bestimmten Arten von hydraulischen Hebevorrichtungen einen Arbeitsdruck von über 700 kg pro Quadratzentimeter (10 000 lbs.pro Quadratzoll) zu verwenden) nicht geeignet sindo Die vorliegende Erfindung erstrebt eine befriedigende Lösung dieses Problems.

Gemäß der Erfindung ist eine hydraulische Hebevorrichtung mit einer Dichtung zur Verhinderung des Verlustes von Arbeitsmedium längs des Spielraumes zwischen einem Kolbenelement und der Wandung eines Zylinders vorgesehen, in dem das Kolbenelement gleitet, wobei die Dichtung von einer Scheibe aus elastischem Material gebildet ist, die gegen eine Stirnfläche des Kolbenelementes anliegt und wobei das Scheibenmaterial eine Härte von 10 bis 100 Shore aufweist und die Scheibenstärke wenigstens

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9,5 mm (3/8 Zoll) aufweist_o Vorzugsweise wird die Härte des Scheibenmaterials in dem Bereich zwischen 40 bis 70 Shore gewählt· Dabei wird eine Scheibenstärke von wenigstens 12,7 mm (1/2 Zoll) angestrebte

Vorzugsweise ist die Kante zwischen einer Stirnfläche des Kolbenelementes und seinen Planken entweder durch einen Radius oder eine Abschrägung oder ein anderes Profil ersetzt, um einen Raum zu schaffen, in den das Scheibenmaterial bei anfänglicher Deformation sich einlagern kann, wenn Drück des Arbeitsmediums auf sie ausgeübt wird· Vorzugsweise entspricht das Profil einem Radius oder einer Aussparung von wenigstens 3,18 mm (1/8 Zoll).

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zum Einbau in eine hydraulische Hebevorrichtung eine Dichtung vorgesehen, die aus einer Scheibe aus elastischem Material besteht, dessen Härte in den Bereich von 10 bis 100 Shore-Härte fällt und dessen Dicke wenigstens 9,5 mm (3/8 Zoll) beträgt.

Vorzugsweise liegt die Härte des Materials, aus dem die Scheibe gefertigt ist, im Bereich von 40 bis 70 Shore-Härte. Vorzugsweise ist ebenfalls die Dicke der Scheibe wenigstens 12,7 mm (1/2 Zoll).

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Figo 1 eine Schnittansicht einer hydraulischen Hebevorrichtung in Ruhestellung;

Fig. .2 eine der Fig· I entsprechende Ansicht, bei der sich das Kolbenelement in Arbeitsstellung befindet;

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Pig· 3 eine Seitenansicht der Dichtung vor dem Einbau in die Hebevorrichtung 5

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Dichtung}

Pig« 5 eine Ansicht, die eine Änderung des in den Pig· 1 und 2 dargestellten Kolbenelementes zeigt}

Pig_o 6 eine Schnittansicht einer anders gestalteten hydraulischen Hebevorrichtung gemäß der Erf indung^. und

Pig· 7 eine Ansicht» die eine weitere Ausführungsform zeigt·

Nach Pig. 1 der Zeichnung umfaßt eine hydraulische Hebevorrichtung einen Körperteil 10, dessen Unterseite ausgebohrt wurde, um einen Zylinder 12 zu bilden, in dem ein Kolbenelement 14 angeordnet ist. Ein unterer Abschnitt des Körperteils 10 ist außen mit einem Schraubengewinde 15 versehen und auf dem Schraubengewinde 1ST ist ein mit Innengewinde versehener Peststellring 16 angeordnete Der Feststellring 16 ist mit einer Reihe von radialen Öffnungen 18 zum Eingriff eines gesonderten Schlüssels (nicht dargestellt) versehen, mit dem der Feststellring 16 gedreht werden kann*

Der Körperteil 10 ist bei 20 mit einer mit Gewinde 21 ausge-r statteten Öffnung zum Anschluß einer Speiseleitung (nicht dargestellt) für hydrualisches unter Druck stehendes Medium und mit einem Durchgang 22 versehen, durch den das unter Druck stehende Medium mit dem Raum 23 innerhalb des Zylinders 12 über einer Dichtungsscheibe 28 - auf die anschließend näher eingegangen wird -, die das Kolbenelement 14 abdeckt, in Verbindung treten kann. Die Anordnung ist, wie in Fig. 2 dargestellt, so

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getroffen, daß wenn das Druckmedium in dem Zylinder 12 wirkt und eine Kraft von einer Außenfläche 24 gegen das Kolbenelement 14 ausgeübt wird und somit der Körperteil 10 veranlaßt wurde, gegen eine Fläche 26 zu drücken, so wird die in dem Körperteil 10 über der Dichtungsscheibe 28 sich bildende Hohe durch Herunterdrehen des äußeren Feststellringes 16 und Abstützung auf der Fläche 24 ausgeglichen. Es ist ersichtlich, daß bei dieser Arbeitsstellung der Hebevorrichtung der hydraulische Druck abgebaut werden kann, wobei die in der Hebevorrichtung gespeicherte Hubenergie durch.den Feststellring 16 geleistet wird»

Die Dichtung, die gegen.ein Austreten von Druckmedium längs des notwendigen Spielraumes zwischen dem Kolbenelement 14 und der Zylinderwand 12 verwendet wird, ist durch eine Scheibe 28 aus elastischem Material gebildet, wie in Seitenansicht der Fig. 3 dargestellt ist. Diese Scheibe 28 weist axial eine 2 -Verjüngung auf, um ihren Einbau in die Hebevorrichtung zu erleichtern, obgleich der kleine Durchmesser der nicht eingebauten Scheibe 28 etwas größer ist als der Durchmesser des Zylinders 12, so daß sie beim Einbau leicht zusammengepreßt werden muß. Dementsprechend drückt die Scheibe 28, wenn sie im Zylinder eingeführt ist, radial nach außen gegen die Zylinderwand, um sogleich eine Abdichtung gegen-Verlust von Druckmedium zu bilden. An dieser Stelle ist zwischen einer Stirnfläche 29 des Kolbens 14, auf der die Scheibe 28 liegt, und den Flanken 31 des Kolbens 14 ein Radius von etwa 6,35 mm (1/4 Zoll) vorgesehen, dessen Zweck noch erläutert wird.

Die Materialhärte der Scheibe 28 und deren Stärke sind im Verhältnis zu ihrem Durchmesser so gewählt, daß beim Einwirken von Druckmedium in dem Zylinder 12 das Zusammendrücken der Scheibe 18 gegen die Stirnfläche 29 des Kolbenelementes 14 die Scheibe 28 radial nach außen mit noch größerem Druck gegen die Zylinderwand drückt, um eine' erhöhte Abdichtung gegen Verlust von Druckmedium zu bilden, und es ist- ersichtlich,

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daß die weitere Abdichtung progressiv mit sich erhöhendem Mediumdruck wächst. Versuche haben gezeigt, daß für ein zufriedenstellendes Arbeiten die Shore-Härte des Materials, aus dem die elastische Scheibe 28 gefertigt ist, zwischen 10 und 100 und vorzugsweise zwischen 40 und 70 Shore-Härte sein sollte· In gleicher Weise haben Versuche ergeben, daß die Scheibenstärke wenigstens 6,35 mm (1/4 Zoll) und vorzugsweise 9,52 mm (3/8 Zoll) betragen sollte und entsprechend dem Durchmesser der Scheibe 28 zunehmen sollte. So wurde gefunden, daß die Dichtung absolute Dichtungsergebnisse bringt, auch wenn Mediumdrücke mit über 700 kg/cm (10 000 lbs.pro Quadratzoll) verwendet wurden. Die Härte der elastischen Scheibe 28 sollte vorzugsweise nicht weniger als 40 Shore betragen, da unterhalb dieses Wertes die Gefahr besteht, daß das Material längs des Spielraumes zwischen dem Kolbenelement 14 und der Zylinderwand 12 herausgedrückt wird. Andererseits sollte die Härte vorzugsweise nicht mehr als 70 Shore Betragen, da es über diesem Wert unwahrscheinlich ist, daß das Material zufriedenstellend wie eine Flüssigkeit wirkt, d.h. die eine erhöhte und progressiv wachsende Abdichtung bei ansteigendem Mediumdruck ergibt. In diesem Zusammenhang wurde erkannt, daß das Vorhandensein eines Radius.an der Stirnfläche 29 des Kolbens 14 eine geringe anfängliche Deformation des Dichtungsmaterials erlaubt, und zwar in den durch den Radius gebildeten ringförmigen Raum hinein, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Da aber der ringförmige Raum verhältnismäßig weit ist, verursacht die anfängliche Deformation kein Abscheren oder Ausdrücken, was den Umfang des Dichtungselementes beschädigen würde. Jedoch würde auch das Vorhandensein einer reichlich bemessenen Aussparung oder eines anderen Profils an der Stirnfläche 29 des Kolbens 14 anstelle des Radius das erforderliche anfängliche Zusammendrücken erlauben_o In gleicher Weise wurde erkannt, daß ein Radius oder eine Ausnehmung oder ein anderes Profil an der elastischen Scheibe 28 anstelle oder zusätzlich zu dem Radius oder der Aussparung an dem Kolben 14 die erforderliche anfängliche Deformation erlauben würde, um Abscheren oder Herausdrücken zu verhindern. Es ist weiterhin ersichtlich,

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daß die 2°-Verjüngung, mit der die Scheibe 28 zum erleichterten Einbau in die Hebevorrichtung versehen ist, nicht unbedingt notwendig ist, wenn ein geringer Spielraum zwischen Umfang der Scheibe 28 und der Zylinderwand 12 vorhanden ist, damit sich der Mediumdruck im Zylinder aufbauen kann· Nach Fig. 5 ist in einer abgewandelten •Ausführungsform der gerade beschriebenen Hebevorrichtung das Kolbenelement 14 leicht verjüngt, um eine geringere Aussparung zu bilden, so daß das Kolbenelement 14 innerhalb des Zylinders 12 etwas kippen kann. Dadurch wird ermöglicht, daß das Einbringen in oder das Herausziehen des Kolbenelementes 14 vom Zylinder 12 leichter vonstatten.geht, als bei einem vollkommenen zylindrischen Kolbenelement 14. Weiterhin müssen die Flächen 24 und 26 nicht genau parallel verlaufen, da das Kolbenelement 14 in seinem Zylinder 12 kippen kann, und damit jede parallele Abweichung ausgleicht»

Verschiedene andere Ausführungsformen der hydraulischen Hebevorrichtung sind möglich, ohne den Schutzumfang des Erfindung sgedankens zu verlassen, insbesondere bei der Formgebung der Konstruktionstexle selbst. Beispielsweise ist in Fig. 6 eine andere Ausführungsform der Hebevorrichtung dargestellt, bei dem die oben erläuterten Dichtungsmittel verwendet sind·

Diese andere Ausführungsform der Hebevorrichtung umfaßt einen Körperteil 30, der zur Schaffung eines Zylinder 32 ausgebohrt ist· Ein Kolbenelement 34, das auch mit einem kleinen Radius 35 versehen ist, ist in dem genannten Zylinder 32 angeordnet und mit einem Blindloch 36 mit Gewinde 37 ausge— stattet, in dem eine Verlängerungsschraube 38 eingeschraubt ist.

Diese Hebevorrichtung umfaßt Dichtungsmittel, die mit denen in Fig· I und 2 dargestellten Dichtungsmitteln identisch sind. Eine anfängliche und eine folgende Abdichtung werden in genau derselben Weise, wie oben erläutert, gebildet, jedoch ist zu erkennen, daß es in diesem Fall nicht möglich

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ist, die von der Hebevorrichtung erzeugte Hubenergie aufrechtzuerhalten, wenn der hydraulische Druck abgebaut wird·

In Pig. 7 ist in einer anderen Ausführung der Hebevorrichtung das gerade beschriebene Kolbenelement 34, wie in Pig· aus denselben Gründen leicht verjüngt ausgebildet. Jedoch ist mit strichpunktierten Linien 39 eine alternative Form für den Kolben 34 angegeben, welcher einen reduzierten Durchmesser aufweist und zwar in dem Bereich, in dem der Radius an seinem Ende in seine Planken ausläuft (und es ist ersichtlich, daß das Kolbenelement 34 der Hebevorrichtung in Fig«, I und 2 in derselben Weise ausgebildet sein könnte, anstelle daß es, wie in Fig. 5 gezeigt, verjüngt ist.

In der Beschreibung ist der Ausdruck "Hebegerät" nicht eng eingeschränkt und er soll auch sogenannte selbstsperrende Bolzen umfassen, in denen ein Mediumdruck eine Verlängerung der Bolzen bewirken kann.

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Claims

P aten ta η sprüche

1· Hydraulische Hebevorrichtung, die mit einer Dichtung ausgestattet ist, um einen Verlust von Arbeitsmedium längs des Spielraumes zwischen einem Kolbenelement und einer Wand eines Zylinders, in dem das Kolbenelement gleitet, zu verhindern, wobei die Dichtung durch eine Scheibe aus elastischem Material gebildet ist, die gegen die Stirnfläche des Kolbenelementes anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des Materials, aus dem die Scheibe (28) gefertigt ist, in-den Bereich von 10 bis 100 Shore-Härte fallt und die Stärke der Scheibe (28) wenigstens 9,5 mm (3/8 Zoll) beträgt.
2. Hydraulische Hebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Härte des Materials, aus dem die Scheibe (28) gefertigt ist, in den Bereich von 40 bis 70 Shore-Härte fällt.
3ö Hydraulische Hebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchej dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der Scheibe (28) wenigstens 12,7 mm (1/2 Zoll) beträgt_o
4. Hydraulische Hebevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante zwischen einer Stirnfläche (29) und den Seiten (31) des Kolbenelementes (14) entweder durch einen Radius oder durch eine Abschrägung oder durch ein anderes Profil ersetzt ist, um einen Raum zu bilden, in den das Scheibenmaterial bei der Deformation zuerst sich einlagern kann, wenn darauf der Druck des Arbeitsmediums ausgebüt wird*

5, Hydraulische Hebevorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch ge- ■ kennzeichnet, daß das Ausmaß des Profils einem" Radius oder einer Aussparung von wenigstens 3,18 mm (1/8 Zoll) entspricht·

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6· Hydraulische Hebevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten (31) des
Kolbenelementes (14) unterhalb eines direkt an seine Stirnfläche (29) anschließenden Bereichs verjüngt sind, so daß das Kolben element (14) innerhalb des Zylinders (12) kippen kann_o

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