DE3816092A1 - Hydraulischer hubzylinder - Google Patents

Hydraulischer hubzylinder

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Matthias Dipl Ing Schlieder
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Konecranes Hafentechnik GmbH
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Bauakademie der DDR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F3/00—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads
    • B66F3/24—Devices, e.g. jacks, adapted for uninterrupted lifting of loads fluid-pressure operated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
    • B66C23/62—Constructional features or details
    • B66C23/72—Counterweights or supports for balancing lifting couples
    • B66C23/78—Supports, e.g. outriggers, for mobile cranes
    • B66C23/80—Supports, e.g. outriggers, for mobile cranes hydraulically actuated

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  • Transplanting Machines (AREA)
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Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Hubzylinder, vorzugsweise zur Nivellierung fluidgetragener Lasten mit Schreitbewegungen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösung
Bekannt sind separat angeordnete Zylinderbaugruppen für Primärhub, Sekundärhub und Nivelliersystem und Zylinder­ systeme mit Primärhub und Sekundärhub als Einheit sowie separat angeordnetem Nivelliersystem.
Der Nachteil dieser Lösung besteht in einem großen Tot­ volumen, bedingt durch erforderliche Rohr- und Schlauch­ verbindungen zwischen Zylindergruppen und Nivellierzy­ linder, ein Differenzhub bei den Umsteuervorgängen bis zu 20% des Gesamthubes der Zylinder, was beispielsweise bei Bewegungsvorgängen mit hochliegendem Schwerpunkt der Last eine ungünstige Dynamik (Pendeln) hervorruft, bzw. bei horizontaler Anordnung eine absolute Lagekonstanz der Bezugsebene nicht erreicht wird.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen ist ein hoher Material- und Fertigungsaufwand sowie ein beträcht­ licher großer Platzbedarf.
Bei der bekannten technischen Lösung sind keine variablen Hubwege möglich.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist es, einen hydraulischen Hub­ zylinder zu schaffen, der in Verbindung mit einem Hy­ drauliksteuersystem durch robuste und verschleißarme Funktionselemente bei minimierten Platzbedarf gegen­ läufige Zylinderbewegungen realisiert, der eine hohe Lagekonstanz des aufliegenden Transportobjektes bei Bewegungsvorgängen garantiert.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Hubzylinders mit den Funktionen Primärhub, Se­ kundärhub und integrierter direkt wirkender Lagerege­ lung mit variablen Hubwegen, ohne Verbindungsleitungen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Primärzylinder eine integrierte Lageregelung, bei der durch die Verdrängerkolben eine Kolbenstange und eine Trennwand Verdrängerräume gebildet sind und einen Kolben als Differenzialzylinder mit Arbeitsräumen ent­ hält.
Das Flächenverhältnis von Primärzylinderkolben zu Differenzialzylinder sowie das Flächenverhältnis Ver­ drängerkolben zu Ringfläche sind gleich.
Der Primärzylinderkolben und der Kolben der Lagerege­ lung bilden einen gemeinsamen Arbeitsraum, wodurch eine exakte Lageregelung, auch in den Umschaltpunkten, er­ reicht wird.
Die einzelnen Arbeitsräume sind mit dem Hydrauliksteuer­ system verbunden.
Variable Hubwege der Zylinderbaugruppen sind durch einen Wegaufnehmer in Verbindung mit der elektrohydraulischen Steuerung wahlweise einstellbar.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß bei kompakter, raumminimierter Bauweise bei Relations­ bewegungen, der am Zylindersystem angeschlossenen Baugrup­ pen eine lagekonstante Bezugsebene erzielt wird.
Je nach spezifischem Einsatzfall sind variable Hubwege, realisierbar durch einen am Lageregelungssystem ange­ brachten Wegaufnehmer in Verbindung mit der Hydraulik­ steuerung wahlweise einstellbar.
Die Einrichtung ist robust, arbeitet energieoptimal und wartungsfrei und unterliegt keinen äußeren Einflüssen. Die Anlage garantiert eine hohe Betriebssicherheit.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungs­ beispiel erläutert werden. Die Zeichnung zeigt
Fig. 1 den hydraulischen Hubzylinder mit Hydraulik­ steuerung an einem Schreit-Gleit-System.
Der Primärzylinder 1 mit dem Lageregelungssystem das hier als Nivelliersystem wirkt, trägt die Last 19. Sein als Differenzialzylinder 6 mit den Arbeitsräumen 6 a und 6 b ausgebildeter Plunger wird über die Leitung 12 mit dem Hydrauliksteuersystem 11 zur Lastaufnahme und zur stationären Nivellierung angesteuert.
An der Kolbenstange 7 ist ein Gleitlager 8 angeordnet. Das Nivelliersystem wird durch die Kolben 2 und 3, die durch die Kolbenstange 4 verbunden sind und die Trenn­ wand 5 gebildet.
Das Flächenverhältnis Primärzylinder 1 zu Differenzial­ zylinder 6 sowie das des Verdrängerkolbens 3 zur Ring­ fläche 3 a sind gleich.
Die Schreit-Gleit-Bewegungen werden durch das Gleit­ lager 8, die Schreitkufe 17 und die Schreittraverse 18 ausgeführt.
Wird beispielsweise eine turmartige Krananlage mit hochliegenden Schwerpunkten als Last 19 mit dem Schreit-Gleit-Transportsystem bewegt, so muß während des Bewegungsvorganges zwischen Bodenniveau 9 und Lastniveau 10 ein konstanter Abstand gehalten werden. Der erforderliche Volumenausgleich des Arbeitsmediums Lageregelungssystem zur Realisierung der gegenläufigen Bewegung von Primärzylinder 1 und Differenzialzylinder 6 geht wie folgt vor sich:
Durch das Hydrauliksteuersystem 11 wird über die Lei­ tung 13 dem Arbeitsraum 1 c Drucköl zugeführt, was zur Folge hat, daß das Arbeitsmedium von Arbeitsraum 1 b in den Arbeitsraum 6 a des Differenzialzylinders 6 über die Leitungen 14 und 15 fließt.
Damit fährt der Differenzialzylinder 6 aus, übernimmt über die Schreitkufe 17 die Last 19 und der Primärzy­ linderkolben 1 d fährt parallel mit der gleichen Ge­ schwindigkeit ein. Übernimmt die Schreittraverse 18, die Last 19, wird dem Arbeitsraum 6 b über die Leitung 16 Arbeitsmedium zugeführt, die Differenzialzylinder 6 fährt ein und der Primärzylinderkolben 1 d fährt aus. Der Freihub der Schreittraverse 18, d. h. der Abstand zwischen Bodenniveau 9 und Unterkante Schreittraverse 18 ist in Abhängigkeit der Bodenbeschaffenheit über den Wegaufnehmer 20 wählbar und erlaubt somit bei ebenem Verschubgelände höhere durchschnittliche Verschubge­ schwindigkeiten.
Während des Nachholvorganges der Schreitkufe 17 wird diese druckentlastet. Für das Drehen des Schreit-Gleit- Moduls wird die Schreitkufe 17 freigehoben. Dabei ge­ langt Arbeitsmedium über die Leitung 16 in den Arbeits­ raum 6 b und über die Leitung 15 fließt Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 6 a zurück zum Tank.
Beim Aufsetzen der Schreitkufe 17 gelangt Arbeitsme­ dium über die Leitung 15 in den Arbeitsraum 6 a bis die Schreitkufe 17 und Schreittraverse niveaugleich sind.
Dieses halboffene hydraulische System hat den Vor­ teil, Leckölverluste in den verbundenen Arbeitsräumen 1 b und 6 a bei jedem Hubvorgang auszugleichen. Bei horizontaler Anwendung des Hubzylinders ist der Primärzylinder 1 als Differenzialzylinder 6 auszu­ führen, wodurch bei Relativbewegungen der Zylinder­ baugruppen eine lagekonstante Bezugsebene erreicht wird.
  • Aufstellung der Bezugszeichen für Hydraulischer Hubzylinder  1 Primärzylinder
     1 a Arbeitsraum
     1 b Arbeitsraum
     1 c Arbeitsraum
     1 d Primärzylinderkolben
     2 Verdrängerkolben
     3 Verdrängerkolben
     3 a Ringfläche
     4 Kolbenstange
     5 Trennwand
     6 Differenzialzylinder
     6 a Arbeitsraum
     6 b Arbeitsraum
     7 Kolbenstange
     8 Gleitlager
     9 Bodenniveau
    10 Lastniveau
    11 Hydrauliksteuersystem
    12 Leitung
    13 Leitung
    14 Leitung
    15 Leitung
    16 Leitung
    17 Schreitkufe
    18 Schreittraverse
    19 Last
    20 Wegsensor
    21 Luftfilter

Claims (5)

1. Hydraulischer Hubzylinder, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärzylinder (1) eine integrierte Lage­ regelung, bei der durch die Verdrängerkolben (2) und (3), die Kolbenstange (4) und die Trennwand (5) Verdrängerräume (1 b) und (1 c) gebildet sind und einen Kolben als Differenzialzylinder (6) mit den Arbeitsräumen (6 a; 6 b) enthält.
2. Hydraulischer Hubzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis Primär­ zylinderkolben (1 d) zu Differenzialzylinder (6) sowie das Flächenverhältnis Verdrängerkolben (3) zu Ringfläche (3 a) gleich sind.
3. Hydraulischer Hubzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärzylinderkolben (1 d) und der Kolben (3) der Lageregelung einen gemein­ samen Arbeitsraum (1 a) bilden.
4. Hydraulischer Hubzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsraum (1 a) über Lei­ tung (12), daß der Arbeitsraum (1 b) über die Leitung (14), daß der Arbeitsraum (1 c) über die Leitung (13), daß der Arbeitsraum (6 a) über die Leitung (15) und daß der Arbeitsraum (6 b) über die Leitung (16) mit den Hydrauliksteuersystem (11) verbunden sind, wobei die Arbeitsräume (1 b und 6 a) über die Steuerung tempo­ rär verbunden sind.
5. Hydraulischer Hubzylinder nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß variable Hubwege der Zy­ linderbaugruppen, durch einen Wegaufnehmer (20) in Verbindung mit der elektrohydraulischen Steuerung wahlweise einstellbar sind.
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