DE4021280C2 - Zweistufiger hydraulischer Teleskopzylinder mit Zwangssteuerung für die Aus- und die Einfahrfolge der Teleskopglieder - Google Patents

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).