DE4021280C2 - Zweistufiger hydraulischer Teleskopzylinder mit Zwangssteuerung für die Aus- und die Einfahrfolge der Teleskopglieder - Google Patents
Zweistufiger hydraulischer Teleskopzylinder mit Zwangssteuerung für die Aus- und die Einfahrfolge der TeleskopgliederInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
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- F15B15/16—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type of the telescopic type
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Description
Die Erfindung betrifft einen zweistufigen hydraulischen
Teleskopzylinder mit Zwangssteuerung für die Aus- und
die Einfahrfolge der Teleskopglieder der im Oberbegriff
des Anspruches 1 umrissenen Gattung.
Ein solcher Teleskopzylinder ist der DE-OS 38 23 225 zu entnehmen.
Bereits die bekannte Lösung zeichnet sich durch eine
weitestgehende Lagestabilität aus. Bei dem Bestreben, zu
kleineren Zylinderdurchmessern zu gelangen, erweist sich
die vorbekannte Ventilsteuerung, auf der die Zwangssteue
rung beruht, insofern als nachteilig, als hierfür zu viel
Platz benötigt wird. Dabei fällt ins Gewicht, daß bei der
vorbekannten Lösung zur Sicherstellung bei solchen Teles
kopzylindern geforderter Fahrgeschwindigkeiten der dafür
erforderliche Durchflußquerschnitt in den aus- und
einfahrseitigen Verbindungsleitungen im Zwischenkolben
boden über den Umfang des Zwischenkolbens verteilt eine
Mehrzahl solcher Durchgänge vorgesehen sein muß.
Ausgehend vom im vorausgehenden umrissenen Stand der
Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das
bekannte Problem in einer Weise zu lösen, die es er
möglicht, das Lösungsprinzip auch an Zylindern mit einem
kleineren Querschnitt zu realisieren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem gattungsge
mäßen Teleskopzylinder gelöst, der entsprechend dem kenn
zeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgestaltet ist.
Die nach der Erfindung ringförmig ausgebildeten, konzen
trisch zur Längsachse des Teleskopzylinders angeord
neten Schließkörper sowohl für die Ausfahrseite als auch
für die Einfahrseite beanspruchen weit weniger Platz als
eine Mehrzahl von über den Umfang des Zwischenkolben
bodens verteilten individuellen Schließgliedern mit den
dafür erforderlichen Stellmitteln. Was die Verbindungs
leitungen selbst betrifft, können sie nach wie vor
mehrfach vorgesehen sein, wobei den ausfahrseitigen Ver
bindungsleitungen einerseits und den einfahrseitigen Ver
bindungsleitungen andererseits wie erfindungsgemäß
jeweils ein gemeinsamer Schließkörper zugeordnet ist.
Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich also eine Redu
zierung von Bauteilen, speziell was die Schließkörper
betrifft. Die nach der Erfindung zwangsläufig größeren
Schließglieder sind dann auch leichter zu fertigen und zu
bearbeiten, insbesondere was die Dichtflächen betrifft.
Die Konstruktion ist insgesamt robuster, ihr Beschädi
gungsrisiko ist somit geringer.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter
ansprüchen. Die damit angestrebten Wirkungen sind der
Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Aus
führungsbeispielen weitergehend erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den neuen Teleskopzylinder, beide Stufen
in Einfahrendlage,
Fig. 2 den Zylinder in Fig. 1, die Zwischenstufe
ausgefahren,
Fig. 3 den Zylinder in Fig. 1, beide Stufen in
Ausfahrendlage,
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung
einer abgewandelten Ausführungsform des
Teleskopzylinders,
Fig. 5 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung
einer weiteren Ausführungsform des Teles
kopzylinders.
In den Fig. 1 bis 5 sind übereinstimmende Bauteile mit
übereinstimmenden Bezugsziffern versehen, wobei nicht in
allen Figuren alle Bezugsziffern eingetragen sind. Danach
besteht der zweistufige Teleskopzylinder aus dem eigent
lichen Zylinder 11, der darin in axialer Richtung ver
lagerbaren Zwischenstufe 12 und der in der Zwischenstufe
12 in axialer Richtung verlagerbaren Endstufe 13. Der
Boden des Zylinders 11 ist mit 111 bezeichnet, seine
obere Begrenzung mit 112. Der Zwischenkolben 12 weist den
Zwischenkolbenboden 121 auf, der die Endstufe bildende
Hubkolben den Boden 131. Zwischen dem Boden 111 des
Zylinders 11 und dem Boden 121 des Zwischenkolbens 12 ist
der Zylinderdruckraum 113 ausgebildet. Oberhalb des
Zwischenkolbenbodens 121 erstreckt sich zwischen dem
Zwischenkolbenboden 121 und der oberen Begrenzung 112 des
Zylinders 11 der Zylinderringraum 114. Zwischen dem Boden
121 des Zwischenkolbens 12 und dem Boden 131 des End
kolbens 13 erstreckt sich der Druckraum 122 des Zwischen
kolbens 12, zwischen dem Boden 131 des sich im Zwischen
kolben 12 führenden Endkolbens 13 und der oberen Be
grenzung 123 des Zwischenkolbens 12 der Zwischenkolben
ringraum 124. Der Innenraum der Endkolben 13 ist mit 132
bezeichnet. In den Zylinderdruckraum 113 mündet die Aus
fahrdruckmittelleitung 14, am Umfang des Zylinders bei
161 die Einfahrdruckmittelleitung 16. Beide Druckmittel
leitungen 14, 16 gehen aus von einem Steuerschieber 17,
wobei in die Einfahrdruckmittelleitung 16 hinter dem
Steuerschieber 17 ein aufsteuerbares (162) Rückschlag
ventil 18 eingefügt ist. Durch den Zwischenkolbenboden
121 erstreckt sich die in Ausfahrendstellung des
Zwischenkolbens 12 entsperrte Verbindungsleitung 141
zwischen dem Zylinderdruckraum 113 und dem Zwischen
kolbendruckraum 122. Durch eine vom Umfang des Zwischen
kolbenbodens 121 ausgehende, in eine zentrische, auf den
Zwischenkolben 121 aufsitzende, sich durch den Boden 131
des Endkolbens 13 in den Endkolbeninnenraum 132 er
streckende Durchführung 164 übergehende Verbindungslei
tung 163 und eine ständig offene Verbindung 166 zwischen
dem Endkolbeninnenraum 132 und dem Ringraum 124 des
Zwischenkolbens 12 setzt sich die Einfahrdruckmittel
leitung 16 bis in den Ringraum 124 des Zwischenkolbens 12
fort. Die Lage des Anschlusses 161 der Einfahrdruck
mittelleitung 16 am Zylinder 11 wird bestimmt durch die
Lage des Eingangs der Verbindungsleitung 163 am Umfang
des Zwischenkolbenbodens 121 bei in Ausfahrendlage be
findlichen Zwischenkolben 12.
Gesperrt wird die Verbindungsleitung 141 zwischen dem
Zylinderdruckraum 113 und dem Zwischenkolbendruck
raum 122 durch einen sich am Umfang des Zwischenkolben
bodens 121 führenden, in axialer Richtung verlagerbaren
ringförmigen Schließkörper 142, der mit einem Ansatz 143
in einen sich in die Verbindungsleitung 141 erstrecken
den Rücksprung 126 vorspringenden Ansatz 143 versehen
ist, der eine Dichtkante 144 aufweist, mit der der
Schließkörper 142 unter der Einwirkung einer Druckfeder
146 gegen einen im Zwischenkolbenboden 121 ausgebildeten
Sitz 126′ zur Anlage kommt. Damit ist sichergestellt, daß
erst der Zwischenkolben 12 ausfährt und danach der End
kolben 13. Entsperrt wird die Verbindungsleitung 141 beim
Übergang des Zwischenkolbens 12 in die Ausfahrendlage,
wobei der gegen die obere Begrenzung 112 des Zylinder
ringraums 114 auflaufende Schließkörper 142 gegen den
Druck der Feder 146 im Sinne des Pfeiles A verlagert wird
(Fig. 2). Das Ausfahrdruckmittel steht dann am Boden 131
des Endkolbens 13 an und der Endkolben fährt aus.
Die Zwangseinfahrfolge Endkolben-Zwischenkolben wird
dadurch sichergestellt, daß Druckmittel durch die Ein
fahrdruckmittelleitung 16 über die Verbindungsleitung 163
im Zwischenkolbenboden 121, die vom Zwischenkolbenboden
121 ausgehende Durchführung 164 und die Verbindungs
bohrung 166 zwischen Endkolbeninnenraum 132 und Zwischen
kolbenringraum 124 in den Zwischenkolbenringraum 124
eingespeist wird, wobei das im Zwischenkolbendruckraum
122 befindliche Druckmittel bei aufgesteuertem Rück
schlagventil 18 in der Ausfahrdruckmittelleitung 14 über
die entsperrte Verbindungsleitung 141 im Zwischenkolben
boden 121 durch den Zylinderdruckraum 113 und die Aus
fahrdruckmittelleitung 14 zum Tank hin abgeführt wird.
Der Zwischenkolben 12 behält dabei seine Ausfahrendlage
bei, da sich sein Boden 121 im Druckausgleich befindet.
Nach dem Einfahren des Endkolbens 13 bedarf es für das
anschließende Einfahren des Zwischenkolbens 12 zunächst
der Beaufschlagung des sich in Ausfahrendlage des
Zwischenkolbens 12 oberhalb des Zwischenkolbenbodens 121
befindenden Zylinderringraumbereichs 114′ mit Einfahr
druckmittel, das diesem Bereich des Zylinderringraums 114
über eine bei eingefahrenem Endkolben 13 entsperrte, von
der Verbindungsleitung 163 im Zwischenkolbenboden 121
ausgehende Zweigleitung 167 zugeführt wird. Gesperrt ist
die Zweigleitung 167 durch einen sich auf der vom
Zwischenkolbenboden 121 ausgehenden Durchführung 164
führenden, in axialer Richtung verlagerbaren, unter
Einwirkung einer Feder 169 die Schließlage einnehmenden
Schieber 168, der im gegen den Zwischenkolbenboden 121
verlagerten Zustand am Umfang der Durchführung 164
mündenden Teilstücke der Zweigleitung 167, nämlich das
von der Verbindungsleitung 163 im Zwischenkolbenboden 121
ausgehende Teilstück und das sich zum Zylinderringraum
114 fortsetzende Teilstück, verbindet. Der Schieber 168,
dessen Hub durch einen Sprengring o. dgl. begrenzt ist,
wird aus seiner Schließlage durch den auf ihn auflaufen
den Endkolben 13 gegen den Druck der Feder 169 in
Öffnungsstellung überführt. Sobald der Zwischenkolben
boden 121 den Eingang 161 der Einfahrdruckmittelleitung
16 am Zylinder 11 überfahren hat, erfolgt die Beauf
schlagung des Zylinderringraums 114 unmittelbar über den
Anschluß 161 bis zum vollständigen Einfahren des
Zwischenkolbens 12.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Schließglieder,
sowohl der Verbindungsleitung 141 im Zwischenkolbenboden
121 für die Einspeisung von Ausfahrdruckmittel in den
Zwischenkolbendruckraum 122, als auch der von der
Verbindungsleitung 163 im Zwischenkolbenboden 121 für die
Zuleitung von Einfahrdruckmittel zum Endkolben 13
ausgehenden, den bei in Ausfahrendstellung des Zwischen
kolbens 12 verbleibenden Zylinderringraumbereich 114′
oberhalb des Zwischenkolbenbodens 121 beaufschlagenden
Zweigleitung 167 als koaxiale Ringkörper, eröffnet bei
Sicherstellung des erforderlichen Durchflußquerschnitts
für das Druckmittel die Möglichkeit, insgesamt kleiner,
das heißt, mit kleineren Durchmessern, zu bauen, eine
Forderung die seitens der Anlagenbauer gestellt wird.
Ein durch ein Rückschlagventil abgesicherter Durchgang im
für die erste Verbindungsleitung 141 zwischen dem Zylin
derdruckraum 113 und dem Zwischenkolbendruckraum 122 vor
gesehenen Schließkörper 142 stellt sicher, daß es bei
einem unkontrollierten Absinken des Zwischenkolbens 12
aus der Ausfahrendlage und damit einhergehendem Schließen
des Schließkörpers 142 unmittelbar zum Druckausgleich
zwischen dem Zylinderdruckraum 113 und dem Zwischen
kolbendruckraum 122 kommt. Eine durch ein Rückschlag
ventil abgesicherte Kurzschlußleitung 163′ zwischen der
zweiten Verbindungsleitung 163 zu dem in dem Zylin
derringraum 114 mündenden Teilstück der von der Ver
bindungsleitung 163 abgehenden Zweigleitung 167 stellt
sicher, daß auch bei unkontrolliert über den Anschluß 161
der Einfahrdruckmittelleitung 16 am Zylinder 11 abge
senktem Zwischenkolbenboden 121 Einfahrdruckmittel dem
Endkolbeninnenraum 132 zugeführt werden kann.
Der Teleskopzylinder zeichnet sich dadurch aus, daß bis
auf eine Dichtung sämtliche Dichtungen elastische
Dichtungen, also leckölfreie Dichtungen sind. Lediglich
die Dichtung im Zwischenkolbenboden 121, mit der der
Anschluß 161 der Einfahrdruckmittelleitung 16 am Zylinder
11 überfahren wird, ist eine metallische Dichtung. In
diesem Bereich kann es also zu Leckagen kommen. Um einen
Einfluß einer solchen Leckage auf die Funktion des Teles
kopzylinders auszuschließen, kann an den oberhalb des
sich in Ausfahrendstellung befindenden Zwischenkolben
bodens 121 verbleibendem Bereich 114′ des Zylinderring
raums 114 eine Entlastungsleitung 19 bzw. 19′ ange
schlossen sein, die über ein Rückschlagventil 21 entweder
in die Ausfahrdruckmittelleitung 14 (Fig. 1 bis 3) oder
aber über ein Rückschlagventil 21′ (Fig. 4 und 5) in die
Einfahrdruckmittelleitung 16 mündet, wobei bei der
Version, bei der die Entlastungsleitung in die Ausfahr
druckmittelleitung 14 mündet, dem Rückschlagventil 21
eine Drossel 22 vorgelagert ist.
Im Gegensatz zu den Versionen nach den Fig. 1 bis 4 fährt
der Teleskopzylinder nach Fig. 5 in Differentialschaltung
aus.
Claims (8)
1. Zweistufiger hydraulischer Teleskopzylinder mit Zwangssteuerung
für die Aus- und Einfahrfolge der Teleskopglieder, mit zwei
ineinander verschiebbaren hohlen Kolben (12, 13) und
Ringräumen (114, 124) zwischen den einzelnen Teleskopgliedern
(11, 12, 13), einer an den Druckraum
(113) des Zylinders angeschlossenen ersten
Druckmittelleitung (14) und einer an den Ringraum
(114) des Zylinders (11) angeschlossenen zweiten
Druckmittelleitung (16), einer ersten Verbindungsleitung
(141) zwischen dem Druckraum (113) des
Zylinders (11) und dem Druckraum (122) des
Zwischenkolbens (12) im Zwischenkolbenboden (121),
und einer zweiten, den Innenraum (132) des Endkolbens
(13) in Ausfahrendlage des Zwischenkolbens (12)
mit der Einfahrdruckmittelleitung (16) kurzschließenden,
sich über eine vom Zwischenkolbenboden (121)
ausgehende Durchführung (164) in den Innenraum (132)
des Endkolbens (13) fortsetzende Verbindungsleitung
(163) im Zwischenkolbenboden (121), einer Verbindung
(166) zwischen dem Ringraum (124) des Zwischenkolbens
(12) und dem Innenraum (132) des Endkolbens
(13) sowie einer in einem ausfahrendlagenseitigen
Übergangsbereich (114′) bestehenden Beaufschlagbarkeit
des Zylinderringraums (114) über den Boden
(121) des Zwischenkolbens (12) mit Einfahrdruckmittel,
mit einem bei Beaufschlagung einer der
Druckmittelleitungen die jeweils andere Druckmittelleitung
öffnenden Steuerschieber (17) und einem
hinter dem Steuerschieber in der Ausfahrdruckmittelleitung
befindlichen aufsteuerbaren Rückschlagventil
(18), wobei in die erste Verbindungsleitung
(141) im Zwischenkolbenboden (121) zwischen dem
Zylinderdruckraum (113) und dem Druckraum (122) des
Zwischenkolbens (12) ein beim Übergang des Zwischenkolbens
(12) in die Ausfahrendlage öffnender
Schließkörper (142) eingefügt ist und wobei von der
über die Durchführung (164) zum Innenraum (132) des
Endkolbens (13) führenden zweiten Verbindungsleitung
(163) im Boden (121) des Zwischenkolbens (12) eine
in den Zylinderringraum (114) oberhalb des Zwischenkolbens
(121) mündende, beim Übergang des Endkol
bens (13) in die Einfahrendlage entsperrende Zweigleitung
(167) abgeht, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schließkörper (142) des sich in der sich
zwischen dem Zylinderdruckraum (113) und dem Druckraum
(122) des Zwischenkolbens (12) erstreckenden
ersten Verbindungsleitung (141) befindenden Ventils
Bestandteil eines in einem Rücksprung (126) am
Umfang des Zwischenkolbenbodens (121) in axialer
Richtung verlagerbaren Ringkörpers (143) ist, in dem
der mit einer umlaufenden, mit einem umlaufenden
Kegelsitz (126′)im Zwischenkolbenboden (121) in
Wechselwirkung tretenden Dichtkante (144) versehene
Schließkörper (142) und das den Schließkörper (142)
gegen die Wirkung einer Rückstellfeder (146) aufsteuernde,
beim Übergang des Zwischenkolbens (12) in
die Ausfahrendlage gegen die obere Begrenzung (112)
des Zylinderringraums (114′) auflaufende, in den
Ringraum (114′) vorspringende Stellglied zusammengefaßt
sind und daß der die von der zweiten, den Endkolbeninnenraum
(132) über die vom Zwischenkolbenboden
(121) ausgehende Durchführung (164) beaufschlagenden
Verbindungsleitung (163) abgehende Zweigleitung
(167) sperrende Schließkörper (168) ein dem
Zwischenkolbenboden (121) vorgelagerter, auf der
Durchführung (164) in axialer Richtung verlagerbarer,
unter Federdruck (169) die Schließlage einnehmender
Ringkörper ist, der durch den in Einfahrendlage
übergehenden Endkolben (13) in den Kurzschluß
zwischen der zweiten Verbindungsleitung (163) und
der Zweigleitung (167) herbeiführende Öffnungsstellung
überführt wird.
2. Teleskopzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Schließkörper (168) in der von der
zum Endkolben (13) führenden zweiten Verbindungsleitung
(163) im Zwischenkolbenboden (121) abgehenden,
zum Zylinderringraum (114) führenden Zweigleitung
(167) ein sich auf der vom Zwischenkolbenboden (121)
ausgehenden sich in den Endkolben (13) erstreckenden
Durchführung (164) führender Schieber ist, der gegen
den Zwischenkolbenboden (121) verlagert am Umfang
der Durchführung (164) mündende, einerseits von der
Verbindungsleitung (163), und andererseits vom
Zylinderringraum (114) ausgehende Teilstücke der
Zweigleitung (167) verbindet.
3. Teleskopzylinder nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem in der ersten
Verbindungsleitung (141) befindlichen Schließkörper
(142) ein Durchgang mit den Durchgang in Richtung
auf den Zwischenkolbendruckraum (122) sperrendes
Rückschlagventil eingefügt ist.
4. Teleskopzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
gekennzeichnet durch eine Kurzschlußleitung zwischen
der zweiten Verbindungsleitung (163) im Zwischenkolbenboden
(121) und der davon abgehenden Zweigleitung
(167) mit in die Kurzschlußleitung eingefügtem,
den Durchgang von der Verbindungsleitung (163) zur
Zweigleitung (167) sperrendem Rückschlagventil.
5. Teleskopzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch eine vom Zylinderringraum (114)
oberhalb des Bodens (121) des in Ausfahrendlage
befindlichen Zwischenkolbens (12) abgehende Entlastungsleitung
(19).
6. Teleskopzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in Richtung zum Ringraum (114)
durch ein Rückschlagventil (21) gesperrte, und mit
einer Drossel (22) versehene Entlastungsleitung (19)
in die Ausfahrdruckmittelleitung (14) mündet.
7. Teleskopzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die in Richtung zum Ringraum (114)
durch ein Rückschlagventil (21′) gesperrte Entlastungsleitung
(19′) in die Einfahrdruckmittelleitung
(16) mündet (Fig. 4).
8. Teleskopzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch ein hinter dem Steuerventil
angeordnetes, die Zylinderräume beim Ausfahrvorgang
verknüpfendes Differentialschaltventil (Fig. 5).
Priority Applications (1)
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DE19904021280 DE4021280C2 (de) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | Zweistufiger hydraulischer Teleskopzylinder mit Zwangssteuerung für die Aus- und die Einfahrfolge der Teleskopglieder |
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-
1990
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