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Rücklaufsperrvorrichtung für hydraulisch bewegte Kolben, insbesondere
für Hebezeuge Bei Verwendung hydraulischer Hebezeuge ist @es häufig erforderlich,
die gehobene Last in irgendeiner Stellung längere Zeit fischwebend zu halben. Da,
hierbei, :schon durch geringfügige Undichtigkeiten ein allmähliches Sinken der Last
eintreten kann, ist in Fällen, in denen solches nicht zulässig, eine Rücklaufsperrvorrichtung
erforderlich.
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Als solche werden z. B. Hilfsstützen verwendet wie auch Zahnstangen
mit Knaggen, oder die Kolbenstange ist mit Gewinde versehen, und eine Mutter, die
am Ende derselben sitzt,, wird nach beendigtem Hub bis zum Zylinder niedergeschraubt,
so daß sie den Rücklauf des Kolbens -verhindert.
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Alle diese Vorrichtungen sind mehr oder weniger umständlich und schwerfällig
und fügen sich der Bauweise hydraulischer Hebezeuge nur schlecht ein. Außerdem wird
z. B. bei letztgenannter Einrichtung die Festigkeit des Kolbens bzw. der Kolbenstange
gegen Knick- und Querkräfte beträchtlich vermindert und dadurch gegebenenfalls die
zulässige Hubhöhe herabgesetzt. Dieses gilt sinngemäß auch für eine Vorrichtung,
bei der der Kolben in Abständen durchbohrt ist, um mittels eines hindurchgesteckten
Stiftes in der entsprechenden Höhe festgehalten zu werden.
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Es ist ferner bereits bekannt, als Rücklaufsperrvorrichtung zwei Segmente
zu verwenden, die den Kolben ringförmig umfassen und mit ihrer kegelig ausgebildeten
Unterseite in einer entsprechenden Aussparung der Kolbenführung ruhen, durch Spreizfedern
auseina.ndergezwängt werden,-um den Kolben beim Rücklauf freizugeben, und hierfür
außerdem durch einen Gabelhebel, an dessen Gabel die Segmente einzeln mittels Laschen
gelenkig aufgehängt sind, gelüftet werden können.
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Dia diese Segmente aber offenbar starre
Körper darstellen,
sind sie nicht imstande, den Kolben beim Sperren allseitig, d. h. auf ihrem ganzen
Innenumfang zu erfassen, können dieses vielmehr nur auf einem einzigen Durchmesser,
auf dem allein sie sich aufeinander zu bewegen können. Durch die Starrheit der beiden
Ringhälften ist aber die Eintäuchtiefe der Segmente in den Mutterkegel starr begrenzt,
da sich zwei starre Ringhälften in dieser Hinsicht nicht wesentlich anders verhalten
als ein einziger starrer Ring. Bereits hierdurch wird der Zweck des Vorschlages
vereitelt, abgesehen davon, daß der Einrichtung infolge der Spreizwirkung der Federn
die zur Einleitung des Sperrvorganges notwendige Vorspannüng überhaupt fehlt, zumal
ein zur Erzielung derselben unentbehrliches Spannmittel gär nicht vorgesehen ist.
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Wird an Stelle solcher Segmente eine Sperrkegelhülse, ähnlich den
bekannten Spannkegelhülsen, jedoch für den Sonderzweck der Rücklaufsperrung; wie
nachstehend beschrieben, durchgebildet, verwendet in Verbindung mit einer Spannmutter,
so läßt sich, wenn die nachstehend angeführten Bedingungen eingehalten werden, eine
sichere Rücklaufsperrung erreichen und diese auch wiederum in einfacher Weise aufheben.
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In Abb. z stellt a den Zylinder eines hydraulischen Hebezeuges dar,
b dessen Kolben; c den Druckflüssigkeitsbehälter mit Pumpe, d die Kolbenführung,
e eine Stulpdichtung, f die vorerwähnte Sperrkegelhülse und g die zugehörige
Spannmutter.
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Die Sperrkegelhülse f, in Abb. a vergrößert dargestellt, ist
verhältnismäßig dünnwandig und mit besonders schlankem Kegel ausgeführt und mindestens
je zweimal von jedem Ende, d. h. wenigstens viermal eingeschlitzt, wodurch auf deren
ganzer Länge eine allzeitige Federung in Richtung des Halbmessers erzielt wird,
der starre Zusammenhang der Hülse in Achsrichtung jedoch nicht aufgehoben wird.
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Wenn die Spannmutter g kräftig genug angezogen wird, klemmt die Sperrkegelhülse
f den Kolben b so fest,, daß, wenn der die Last tragende Flüssigkeitsdruck nachläßt,
der Kolben die Sperrkegelhülse um einen geringen Weg mitnimmt, wobei sich diese
weiter festzieht. Da die Spannmütter aber nicht zu folgen vermag, verliert sie dabei
ihre Vorspannwirkung. Ist daher die Sperrkegelhülse nicht selbstsperrend, so muß
zur Aufrechterhaltung der Sperrung die Spannmutter während des Setzens des Kolbens
nachgezogen werden, um die notwendige Vörspannung stets wiederherzustellen.
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Ist dagegen die Neigung der Kegelflanken und das Verhältnis des Reibungswinkels
der Innenfläche der Sperrkegelhülse zu dem der Außenfläche so gewählt, daß Selbstsperrung
eintritt, was der Fall ist, wenn 0;>a+22, wobei p1 Reibungswinkel der Innenfläche
der Kegelhülse f gegenüber der Oberfläche des Kolbens b, @O2 Reibungswinkel der
Außenfläche der Kegelhülse f gegenüber der Gegenfläche in der Führungsbüchse
d und a Neigungswinkel der Kegelfläche gegen die Kegelachse, so ist
das vorerwähnte Nachziehen der Spannmutter nicht mehr erforderlich.
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Zur Erzielung von Selbstsperrung muß also nicht nur a klein, d. h.
der Kegel schlank, sondern auch Toi möglichst groß, O, aber klein gemacht werden,
d. h. die Innenfläche der Sperrkegelhülse f muß rauh, die Außenfläche derselben
und die Gegenfläche im Führungshals d dagegen glatt sein.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß zur Erzielung der Selbstsperrung
die Sperrkegelhülse f innen mit Rillen versehen ist (s. Abb. 3;), deren Zahl und
Breite so zu bemessen ist, daß die mit dem Kolben in Berührung tretende restliche
Innenfläche bereits beim Vorspannen der Sperrkegelhülse mittels der Spannmutter
eine so hohe spez. Flächenbelastung erfährt, daß mindestens teilweise der zwischen
den Flächen liegende Ölfilm durchgedrückt und damit metallische Reibung herbeigeführt
wird, bei voller Belastung infolge Fortfall des Flüssigkeitsdrucks unter dem Kolben
an diesem jedoch noch keine etwa durch Eindrücken verursachte Griffspuren auftreten
dürfen.
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Die Aufhebung der Rücklaufsperrung, z.. B. zum Senken der Last, erfolgt
nach Lösen der Spannmutter durch einfaches Anheben des Kolbens durch Nachpumpen,
wobei der Kolben die Sperrkegelhülse mitnimmt und dadurch löst. Der Kolben kann
dabei aber nur so lange die Sperrkegelhülse mitnehmen, als zwischen beiden hierzu
genügend Reibung besteht. Infolgedessen könnte beim Senken der Last ein nicht beabsichtigtes
Fangen der Snerrkegelhülse eintreten, falls diese noch nicht ganz außer Eingriff
mit dem Kolben war.
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Diesem Fall begegnet die in Abb. q. und 5 dargestellte Ausführung,
bei der die Spannmutter g die Sperrkegelhülse f sowohl festzuziehen als auch mittels
des Ringes lt; der. mit der Sperrkegelhülse f durch Kupplungsglieder i in
axial nachgiebiger Weise gekuppelt ist, anzulüften gestattet, nachdem der Kolben
beim Nachpumpen die Sperrkegelhülse gelöst hat.
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Da beim Übernehmen der Last auf die Sperrvorrichtung der Kolben b
wie auch die von diesem mitgeführte Sperrkegelhülse f
einen gewissen,
wenn auch geringen Weg zurücklegen, muß die Kupplung zwischen Sperrkegelhülse
f und Ring h mittels der Kuppelglieder i (s. Abb. 5) einen entsprechenden
Totweg zulassen, d. h. in Achsrichtung ein bestimmtes Spiel aufweisen, das mindestens
dem Setzweg .der Sperrkegelhülse bei größter Last entspricht.
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Man kann aber auch das Anlüften der Sperrkegelhülse nach dem Lospumpen
einer kräftigen Ring- oder Schraubenfeder k übertragen, die nach Abb.6 in der Führungsbüchse
d unter der Sperrkegelhülse eingelegt ist.
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Fügt man eine Ring- oder Schraubenfeder l nach Abb. 7 so zwischen
Sperrkegel- . hülse f und Ring h ein, daß sie sowohl Druck als auch Zug federnd
übertragen kann, so wirkt sie beim Sperren nach Anziehen der Spannmutter g noch
während des Setzweges der Sperrkegelhülse vorspannend und nach dem Lösen der Spannmutter
und Lospumpen der Sperrkegelhülse auf diese als Anlüftfeder.
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Als ganz besonderer Vorteil der neuen Rücklaufsperrvorrichtung ist
hervorzuheben, daß bei ihr die Sperrkegelhülse f zusammen mit der Stulpdichtung
e innerhalb der Länge der Führungsbüchse d untergebracht werden kann, die aus Gründen
der Kolbenführung ohnehin erforderlich ist, so daß gegenüber dieser kein Mehrbedarf
an Baulänge eintritt.
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In Fällen, in denen der Kolben in Ausfahr stellung mehr oder weniger
großen Querkräften ausgesetzt ist, empfiehlt es sich, die Führung des Kolbens besonderen,
in der Führungsbüchse d vorzusehenden Führungsringen aus geeignetstem Baustoff zuzuweisen.
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Bei der Ausführung nach Abh. q. kann der Ring h diese Aufgabe zusammen
mit dem unteren Führungsring iia übernehmen, sofern er selbst in der Führungsbüchse
d genau geführt ist. .
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Die neue Rücklaufsperrvorrichtung ist nicht nur für hydraulische Hebezeuge
verwendbar, sondern für alle Einrichtungen, bei denen ein Kolben gegen einen Widerstand
vorgetrieben wird und sein Rücklauf unter Einflüß dieses Widerstandes verhindert
werden soll.