EP2761189B1 - Hydraulikzylinder mit ventileinrichtung - Google Patents
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- EP2761189B1 EP2761189B1 EP12768728.3A EP12768728A EP2761189B1 EP 2761189 B1 EP2761189 B1 EP 2761189B1 EP 12768728 A EP12768728 A EP 12768728A EP 2761189 B1 EP2761189 B1 EP 2761189B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
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- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/202—Externally-operated valves mounted in or on the actuator
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- F15B20/00—Safety arrangements for fluid actuator systems; Applications of safety devices in fluid actuator systems; Emergency measures for fluid actuator systems
- F15B20/005—Leakage; Spillage; Hose burst
Definitions
- the invention relates to a hydraulic cylinder according to the features in the preamble of claim 1 and a double-acting hydraulic cylinder according to the features in the preamble of claim 11.
- the invention relates to a hydraulic cylinder comprising a hydraulic valve device mounted on the cylinder side for use in mobile hydraulic systems.
- Mobile hydraulic systems are used, for example, to control mobile machines such as truck-mounted cranes and excavators.
- Hydraulic valve devices are used to regulate the direction and amount of flow to a hydraulic or working cylinder, which in turn controls the position of the load.
- the valves are used directly, i.e. mechanical, controlled.
- most valve devices are remote controlled.
- the driver or operator no longer controls the valve mechanically by means of a lever device, but instead uses an electric or hydraulic joystick for the remote control mentioned, which in turn controls magnetic coils or solenoids that regulate the fluid (hydraulic oil) in the valve device.
- the valve device itself does not have to be in the vicinity of the driver or operator, but can be attached to a better location on the machine. If hose rupture protection is required, the best position for the valve can be directly on the hydraulic cylinder, in a so-called distributed valve system.
- a distributed valve system can also lead to a simplification of the hydraulic piping system and a considerable reduction in the number of pipes and connections, etc.
- the problem is often that it is expensive to mount the valve on the cylinder and that the space available for mounting the valve on the cylinder is very limited.
- connection block 2 On the hydraulic cylinder 1 there is a connection block 2, which in this case is welded to the cylinder 1.
- the connection block 2 contains a fastening side 3 with drilled channels A 'and B' for the two ports of the cylinder 1 and screw holes 5a for attaching a valve device.
- the cylinder port A which faces the piston side of the hydraulic cylinder 1, is attached under the connection block 2 and cannot be seen in the figure. Instead, however, a connection line 6 can be seen that leads from the connection block 2 to the cylinder port B, which opens out on the piston rod side of the hydraulic cylinder 1.
- connection block 2 is shown with a valve device 4 attached to the fastening side 3.
- the connection ports of the directional valve to tank T and pump P are also shown.
- the valve 4 must therefore be fastened with several large screw bolts 5b which are attached in the holes 5a provided in the connection block 2.
- This connection means that both the valve 4 and the connection block 2 are relatively large and bulky.
- fastening with several stable bolts can, in the worst case, lead to deformations in the housing of the valve 4, which, due to the extremely small clearance between the valve slide and the valve housing, can cause changes to the slide that endanger the functioning of the valve and the safety of the machine.
- a valve device for mounting on a hydraulic cylinder with a first cylinder port having a first cylinder port connection for connection to a first cylinder port on the hydraulic cylinder.
- the valve device contains a first cylindrical opening for enclosing a cylindrical connecting element which has a first radial fluid opening which is connected to the first cylinder port.
- the cylindrical opening contains the first cylinder port connection inside.
- At least two seals are arranged in such a way that they tightly seal the first radial fluid opening on both sides, so that a tight connection between the first cylinder port connection and the first radial fluid opening is created when the connection element is inserted into the first cylindrical opening is introduced.
- the valve device has valves in the form of check valves.
- a rotary feedthrough for a pneumatic or hydraulic cylinder belongs to the state of the art.
- the bolt of this hinge-like device has fluid guides which make it possible to supply a hydraulic cylinder fastened to a wing of the device with fluid.
- U.S. 3,233,523 A discloses a hydraulic cylinder according to the preamble of claim 1.
- the invention relates to a hydraulic cylinder with a first cylinder port for connection to a valve device mounted on the hydraulic cylinder, the valve device having a first cylinder port connection for connection to the first cylinder port on the hydraulic cylinder, the first cylinder port connection being arranged so that it can be connected via a Directional valve is optionally connected to a first pressure connection on the pressure side of a pressure supply device, such as a hydraulic pump, or to a first tank connection on a tank.
- a pressure supply device such as a hydraulic pump
- the valve device contains a first cylindrical opening for enclosing a cylindrical connection element which has a first radial fluid opening which is connected to the first cylinder port, that the cylindrical opening contains the first cylinder port connection inside and that at least two seals are arranged in such a way that they tightly seal the first radial fluid opening on both sides, so that a tight connection is created between the first cylinder port connection and the first radial fluid opening when the connection element is inserted into the first cylindrical opening, that the hydraulic cylinder has a connection pipe which is firmly connected at its first end to the first cylinder port and which has the connection element with at least the one radial hole which leads into a part of the connection element of the hydraulic cylinder, which part leads to the first end of the pipe that the radial hole to a Enclosing element is to be connected in the valve device, the inside of which contains a cylinder port connection for an enclosing connection to the radial hole of the connection element.
- the invention provides a valve device with a considerably improved connection, in particular to a double-acting hydraulic cylinder. Because the valve device encloses the connection pipe, the forces from the pressure of the hydraulic fluid in the valve housing are enclosed and the technical problem of the occurrence of a damaged valve slide is completely eliminated. In addition, the assembly of the valve device corresponding to the invention enables a considerable saving of space, since no special fastenings such as screw bolts or the like are required. Another advantage is that the line laying can be considerably simplified due to the valve device according to the invention, because fewer hoses are required and the hoses can also be laid along the hydraulic cylinders, which significantly reduces the required length of the hoses.
- the Fig. 2 shows a hydraulic cylinder 1 corresponding to the invention with a connecting pipe 10 for connection to a valve device according to the invention.
- the connecting pipe 10 has a first end 11 which is firmly connected to a first cylinder port A on the piston side of the hydraulic cylinder 1.
- a free, second, opposite end 12 of the connection pipe 10 contains a connection element 12 a, which is to be connected to another cylinder port B on the piston rod side of the hydraulic cylinder 1.
- a holder 13 is located at a certain distance d from the second end 12 of the connecting pipe 10 in order to hold the connecting pipe 10 on the hydraulic cylinder 1, but also in order to fasten the connection to a valve device 20, see FIG. Fig. 3 .
- connection element 15 Fig. 3
- the enclosing section 21 contains a continuous cylindrical opening 21A and 21B, which is shown by the connection element 15 of the connection pipe 10 is to be penetrated.
- valve device 20 is shown in place on the connecting pipe 10 and with a piston rod line 16 connected to the connecting part 12a of the free second end 12.
- the piston rod line 16 connects the valve device 20 to the piston rod side of the hydraulic cylinder 1.
- the connection between the piston rod line 16 and the free second end 12 of the connecting pipe 10 is preferably arranged so that the valve device 20 is fastened in relation to the connecting pipe 10 and thus also to the hydraulic cylinder 1 and that the piston rod line 16 can be connected to the connecting pipe 10.
- connection part 12a of free end 12 has a diameter that is smaller or at most as large as the inner diameter of the continuously formed cylindrical opening, which consists of the individual, but continuously connected openings 21A and 21B. This diameter ratio is a prerequisite for the connection part 12a also being able to be passed through the openings 21A and 21B.
- the valve device 20 also contains connections to a pressure supply device, for example a pump P and a tank T, as well as further connections for a possible further connection to other valve devices.
- Valve device 20 thus contains a first tank connection port T1 for connection to a tank T and a first pump connection port P1 for connection to a pump P.
- valve device 20 has a second tank connection port T2 for a possible further connection to a tank connection port of a further valve device and a second pump connection port P2 for a possible further connection to a pump connection port on the same valve device. If the second tank connection port T2 and the other pump connection port P2 are used, the valve device 20 also serves as a feedthrough for the tank or pump connection to the other valve devices. If the second tank connection port T2 and the other pump connection port P2 are not used, they should be closed again using conventional means.
- the valve device 20 is shown in FIGS Figure 3-5 shown without connected hoses for pumps and tank lines.
- valve device 20 contains a continuous cylindrical opening 21A and 21B for enclosing the connection element 15 of the connection pipe 10, which is arranged such that it leads the hydraulic fluid partly to the first cylinder port A and partly to the second cylinder port B.
- the valve device 20 instead contains two openings 21A and 21B which are separate from one another.
- the cylinder port connections A 'and B' consist of groove-shaped depressions running all around, which are in connection with a directional valve 22 and a corresponding pressure relief valve 27A and 27B via the lines 23 and 24, respectively.
- connection element 15 of the connection pipe 10 has a solid central part which effectively separates the first cylinder port connection A 'and the second B' from one another.
- the first cylinder port connection A ′ is also referred to below as the piston connection because it leads to the first cylinder port A on the piston side of the hydraulic cylinder 1.
- the second cylinder port connection B ′ is also referred to below as the piston rod connection because it leads to the second cylinder port B on the piston rod side of the hydraulic cylinder 1.
- the connecting tube 10 contains the radial openings 18 and 19 for connecting piston connection A 'and piston rod connection B' respectively to the directional valve 22, which e.g. consists of a valve slide and controls the fluid (oil) via 4 connections or lines 23-26, all of which are connected at one end to the directional valve 22 in a fluid-carrying manner.
- the second end of the first line 23 is connected to the piston connection A 'and the second line 24 to the piston rod connection B'.
- the third line 25 is connected to the tank T via the first tank connection port T1 and the fourth line 26 is connected to the pump P via the first pump connection port P1.
- the position of the directional valve 22 is electrically controlled remotely via a first solenoid S1.
- a second solenoid S2 is attached to control a pressure regulator in the valve device 20 in a manner not shown here but known to those skilled in the art.
- the invention is not limited to a specific control mode, but it is also suitable for use in mechanically controlled valves.
- the directional valve 22 shown can be controlled displaceably to the left and right by means of the first solenoid S1 mentioned. In Fig. 4 it is shown in closed position 22c with no fluid flowing therethrough.
- the first pump connection port P1 is connected to the piston connection A ′ via the fourth or first line 26 or 23 and via the radial openings 18.
- a return flow from the piston rod connection B ′ to the first tank connection port T1 is conducted via the radial openings 19 and the second and third lines 24 and 25, respectively.
- the first pump connection port P1 is connected to the piston rod connection B ′ via the fourth or the second line 26 or 24 and via the radial openings 19.
- two known pressure relief valves 27A and 27B are shown in the figures, which serve as overload protection and connect the piston port A 'or the piston port B' to the tank port T1 when the pressure in the relevant port exceeds a certain, previously set value.
- the valve device 20 preferably also contains three seals 28, 29 and 30 which are attached around the cylindrical connection element 15.
- a first seal 28 is attached such that it tightly closes the connection between the first cylindrical opening 21A and the cylindrical connection element 15 in order to ensure that no fluid can penetrate into the first opening 21A.
- a second seal 29 is attached in such a way that it tightly closes the connection between the second cylindrical opening 21B and the cylindrical connecting element 15 in order to ensure that no liquid can penetrate into the second opening 21b.
- a third intermediate seal 30 is attached so that it separates the separate spaces that surround the fluid ports 18 and 19 when the respective valve lines 23 and 24 are connected to the cylinder port connections A 'and B', respectively, to ensure that the liquid cannot penetrate between the cylinder port connections.
- the seals can consist of conventional O-rings, for example.
- the openings 21A and 21B it is possible for the openings 21A and 21B to be provided with a seal for the cylindrical connection element 15, which seal consists of an adapted, sufficiently tight-fitting sealing element and does not allow hydraulic fluid to pass through.
- a seal for the cylindrical connection element 15 which seal consists of an adapted, sufficiently tight-fitting sealing element and does not allow hydraulic fluid to pass through.
- Those skilled in the art know of other suitable methods for a seal between a tube and an inner rod, and the invention is not limited to any of these known seals. But some kind of seal is required.
- first and second tank connection ports T1 and T2 are attached to the opposite sides of the valve device 20.
- first and the second pump connection port P1 and P2 are attached on the opposite sides of the valve device 20. All of these connection ports are attached so that they run essentially parallel to one another, so that the first tank or pump line T1, P1 is parallel to the hydraulic cylinder 1 on one side of the valve device 20 and the second tank or pump line T2, P2 is parallel to the hydraulic cylinder 1 on the other side of the valve device 20.
- a crane boom 40 with a crane arm 41 and a crane bucket 42 is shown.
- the boom 40 can be raised and lowered by means of a first hydraulic cylinder 1 on which a first valve device 20 is mounted, which is intended to control the relative movements of the piston rod 6 in relation to the piston.
- a first line pair with a hose from the tank of the vehicle (not shown) and a hose from the pump are connected to the first valve device 20.
- the valve device 20 is also connected via a connection pipe 10 to the first cylinder port A on the piston side of the hydraulic cylinder 1 and via a piston rod line 16 to the second cylinder port B on the piston rod side of the hydraulic cylinder 1.
- a second line pair 44 is connected to a second valve device 20 ′, which controls the angle between the tree 40 and the crane arm 41 by means of a second hydraulic cylinder 1 ′.
- a third pair of lines 45 coming from the second valve device 20 ′ is connected to a third valve device 20 ′′ which controls the predeterminable angle of the crane bucket 42.
- FIG. 7 and 8 shows another embodiment of a valve device 35 according to the invention.
- This valve device 35 is designed as a load-holding valve which differs from the valve device 20 described above primarily in that it does not contain a directional valve and that it has a pressure-regulated valve 37 and a check valve 38 instead.
- a separate directional valve 36 is connected to the valve device 35. If the directional valve 36 is operated to the left, the hydraulic fluid from pump P flows through the check valve 38 and into the chamber on the piston side of the hydraulic cylinder 1 through the first cylinder port A. The pressure-regulated valve 37 normally remains closed in this position. When the piston rod is pushed up, the hydraulic fluid is forced out from the piston rod side of the cylinder through the second cylinder port B. The hydraulic fluid exiting the piston rod side of the cylinder is directed to tank T through directional valve 36.
- the pressure side P1 is connected to the other cylinder port B. connected and the first cylinder port A is connected to the tank T at the same time. Since no fluid flows through the check valve 38 in this direction, S A and S B must jointly exceed the spring force of the spring 39 so that the pressure-regulated valve 37 moves into the next open position and the hydraulic fluid leaves the piston side of the cylinder through the first cylinder port A. can.
- valve device 35 corresponds to a conventional load-holding valve with regard to the connection. What is new is how it is connected to the hydraulic cylinder 1. This is schematically in Fig. 7 and corresponds to the way in which the valve device 20 described above is connected to the hydraulic cylinder 1.
- the valve device 35 thus in turn contains a through opening 21a-21b through which a connecting pipe 10 is inserted.
- the connecting pipe 10 is firmly connected at its first end 11 to the first cylinder port A on the hydraulic cylinder 1.
- the connecting pipe 10 also has a connecting element 15 with at least one radial hole 18.
- the connecting element is in FIG Fig. 7 integrated in the valve device 35 and therefore not visible.
- the connection to the separate parts 15A and 15B of the connecting pipe 10 can, however, preferably have essentially the same configuration as in the case of the valve device 20 described above, which is shown in FIG Fig. 4 is shown.
- the valve device 35 in the form of a load holding valve does not contain a directional valve. Instead, the valve device 35 contains a pressure-regulated valve 37 and a check valve 38 in the Fig. 8 illustrated way.
- valve device 35 This different configuration of the valve device also results in the connections to the valve device 35 being configured differently. Instead of being connected directly to pump P via a pump or tank connection port and to be connected to the tank T, the valve device 35 is connected to an external directional valve 36.
- the valve device 35 therefore contains a first further connection A ′′, which is connected to the first cylinder port A via the pressure-regulated valve 37 and the check valve 38, and a second further connection B ′′, which may also be connected to the second cylinder port B via a pressure-regulated valve (not shown) or a check valve, comparable to that already explained for cylinder port A, is connected.
- the load holding valve is intended to ensure that the hydraulic cylinder does not retract in an uncontrolled manner in the event of a hose rupture. If the hose connection between the first further connection A ′′ and the external directional valve 36 fails, it is still possible to control the lowering or retraction of the hydraulic cylinder. If the pressure on the piston side of the hydraulic cylinder is sufficient for the signal pressure S A from the first cylinder port A alone exceeds the spring force of the spring 39, the pressure-regulated valve 37 moves into a partially open position so that the hydraulic fluid can leave the piston side of the cylinder in a controlled manner through the first cylinder port A.
- the pump P has to activate one Supply sufficient pressure so that the signal pressure S A from the first cylinder port A and the signal pressure S B from the second cylinder port B together exceed the spring force of the spring 39 and the pressure-regulated valve 37 opens.
- the greater the pressure conveyed by the pump the greater the signal pressure S B from the second cylinder port e B and the more the pressure-regulated valve 37 is opened. Thanks to the load holding valve 35, it is thus possible to control the lowering of the hydraulic cylinder 1 by operating the external directional valve 36.
- Both configurations of the valve devices 20 and 35 can be used for both single-acting and double-acting hydraulic cylinders.
- a load-holding valve can also be designed so that it has a pressure-regulated valve and a check valve for both cylinder ports A and B. This is important in applications where the load can act on both sides in relation to the hydraulic cylinder.
- the connecting pipe has radial holes for connection to the first cylinder port A.
- One advantage of the radial holes 18 and 19 is that they are not attached axially to the end of the connecting pipe and that the pressure of the hydraulic fluid cannot generate any forces in the axial direction in this way. The forces are not only absorbed inside the valve device, but also by the seals 28, 29 and 30.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1 sowie einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 11. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Hydraulikzylinder umfassend eine zylinderseitig montierte hydraulische Ventileinrichtung für die Verwendung in mobilen Hydrauliksystemen. Mobile Hydrauliksysteme werden zum Beispiel verwendet, um mobile Maschinen, wie auf Lastwagen montierte Kräne und Bagger, zu steuern.
- Bei mobilen Hydrauliksystemen müssen in vielen Fällen Sicherheitsvorschriften eingehalten werden. Bei sogenannten Lastwagen-Kränen, Baggern und vielen anderen Arten von hydraulisch gesteuerten mobilen Maschinen muss z.B. die Hebefunktion schlauchbruchsicher sein. Eine schlauchbruchsichere Funktion erhält man, wenn man ein Schlauchbruchventil direkt auf dem Hydraulikzylinder anbringt. Bei "ferngesteuerten" Ventileinrichtungen gibt es die Alternative, dass man die Ventileinrichtung gleichfalls direkt auf dem Hydraulikzylinder anbringt.
- Hydraulische Ventileinrichtungen werden verwendet, um die Durchflussrichtung und die Durchflussmenge zu einem Hydraulik- oder Arbeitszylinder zu regulieren, der seinerseits die Position der Last steuert. Traditionell werden die Ventile dabei direkt, d.h. mechanisch, gesteuert. Heutzutage sind die meisten Ventileinrichtungen aber ferngesteuert. Der Fahrer oder Bediener steuert insoweit das Ventil nicht mehr mechanisch mittels einer Hebelvorrichtung, sondern er benutzt für die angesprochene Fernsteuerung einen elektrischen oder hydraulischen Joystick, der seinerseits magnetische Spulen oder Solenoide steuert, die das Fluid (Hydrauliköl) in der Ventileinrichtung regulieren. Die Ventileinrichtung selbst muss sich dabei nicht in der Nähe des Fahrers oder Bedieners befinden, sondern sie kann an einer besseren Stelle an der Maschine angebracht werden. Wenn Schlauchbruchsicherheit verlangt wird, kann die beste Position für das Ventil direkt auf dem Hydraulikzylinder sein, in einem sog. distribuierten Ventilsystem. Ein distribuiertes Ventilsystem kann auch zu einer Vereinfachung des hydraulischen Leitungssystems und einer beträchtlichen Herabsetzung der Zahl der Leitungen und Verbindungen usw. führen. Das Problem besteht aber oft darin, dass die Befestigung des Ventils auf dem Zylinder kostspielig ist und dass der zur Verfügung stehende Raum für das Anbringen des Ventils auf dem Zylinder sehr begrenzt ist.
- In den
Fig. 1a und 1b ist dargestellt, wie eine Ventileinrichtung 4 in üblicher Weise direkt auf einem Hydraulikzylinder 1 angebracht ist. Auf dem Hydraulikzylinder 1 befindet sich ein Anschlussblock 2, der in diesem Fall an dem Zylinder 1 festgeschweißt ist. Der Anschlussblock 2 enthält eine Befestigungsseite 3 mit gebohrten Kanälen A' und B' für die beiden Pforten des Zylinders 1 und Schraublöcher 5a für das Anbringen einer Ventileinrichtung. Die Zylinderpforte A, die zur Kolbenseite des Hydraulikzylinders 1 weist, ist unter dem Anschlussblock 2 angebracht und in der Abbildung nicht zu sehen. Stattdessen ist aber eine Anschlussleitung 6 zu sehen, die von dem Anschlussblock 2 zu der Zylinderpforte B führt, die auf der Kolbenstangenseite des Hydraulikzylinders 1 ausmündet. - In
Fig. 1b ist der Anschlussblock 2 mit einer auf der Befestigungsseite 3 angebrachten Ventileinrichtung 4 dargestellt. Es werden auch die Anschlusspforten des Richtungsventils zu Tank T und Pumpe P gezeigt. Wegen des hohen hydraulischen Drucks, der typischerweise bis zu 40 MPa betragen kann, können sehr große Druckkräfte zwischen Ventil 4 und Anschlussblock 2 entstehen. Das Ventil 4 muss deshalb mit mehreren großen Schraubenbolzen 5b befestigt werden, die in den dafür vorgesehenen Löchern 5a in dem Anschlussblock 2 angebracht werden. Dieser Anschluss führt dazu, dass sowohl das Ventil 4 als auch der Anschlussblock 2 relativ groß und sperrig aufgebaut sind. Außerdem kann die Befestigung mit mehreren stabilen Bolzen im ungünstigen Fall zu Verformungen im Gehäuse des Ventils 4 führen, die wegen des außerordentlich geringen Spielraums zwischen dem Ventilschieber und dem Ventilgehäuse Veränderungen am Schieber hervorrufen können, die das Funktionieren des Ventils und die Sicherheit der Maschine gefährden. - Aus der
US 2002/0162449 A1 ist eine Ventileinrichtung für die Montage an einem Hydraulikzylinder mit einer ersten Zylinderpforte bekannt, wobei die Ventileinrichtung einen ersten Zylinderpfortenanschluss für den Anschluss an eine erste Zylinderpforte auf dem Hydraulikzylinder aufweist. Die Ventileinrichtung enthält eine erste zylinderförmige Öffnung für das Umschließen eines zylinderförmigen Anschlusselements, das eine erste radiale Fluidöffnung aufweist, welche mit der ersten Zylinderpforte verbunden ist. Die zylinderförmige Öffnung enthält innen den ersten Zylinderpfortenanschluss. Mindestens zwei Dichtungen sind so angeordnet, dass sie auf beiden Seiten die erste radiale Fluidöffnung dicht abschließen, so dass ein dichter Anschluss zwischen dem ersten Zylinderpfortenanschluss und der ersten radialen Fluidöffnung entsteht, wenn das Anschlusselement in die erste zylinderförmige Öffnung eingeführt ist. Die Ventileinrichtung weist Ventile in Form von Rückschlagventilen auf. - Durch die
DE 603 01 520 T2 gehört eine Drehdurchführung für einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder zum Stand der Technik. Der Bolzen dieser scharnierartigen Vorrichtung weist Fluidführungen auf, die es ermöglichen, einen an einem Flügel der Vorrichtung befestigten Hydraulikzylinder mit Fluid zu versorgen. -
US 3,233,523 A offenbart einen Hydraulikzylinder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. - Es besteht daher Bedarf an einem besseren Anschluss für ein zylinderseitig montiertes Ventil, welches ein besseres Funktionieren als die bisher bekannten zylinderseitig montierten Ventile ermöglicht.
- Ein Ziel der Erfindung ist es, eine neue Art von zylinderseitig montierbaren hydraulischen Ventileinrichtungen bereitzustellen, bei der die oben beschriebenen technischen Probleme nicht auftreten.
- Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder mit einer ersten Zylinderpforte für einen Anschluss an eine auf dem Hydraulikzylinder angebrachte Ventileinrichtung, wobei die Ventileinrichtung einen ersten Zylinderpfortenanschluss für den Anschluss an die erste Zylinderpforte auf dem Hydraulikzylinder aufweist, wobei der erste Zylinderpfortenanschluss so angeordnet ist, dass er über ein Richtungsventil optional an einen ersten Druckanschluss auf der Druckseite einer Druckversorgungseinrichtung, wie einer Hydraulikpumpe, oder an einen ersten Tankanschluss an einen Tank angeschlossen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung eine erste zylinderförmige Öffnung für das Umschließen eines zylinderförmigen Anschlusselements enthält, das eine erste radiale Fluidöffnung aufweist, welche mit der ersten Zylinderpforte verbunden ist, dass die zylinderförmige Öffnung innen den ersten Zylinderpfortenanschluss enthält und dass mindestens zwei Dichtungen so angeordnet sind, dass sie auf beiden Seiten die erste radiale Fluidöffnung dicht abschließen, so dass ein dichter Anschluss zwischen dem ersten Zylinderpfortenanschluss und der ersten radialen Fluidöffnung entsteht, wenn das Anschlusselement in die erste zylinderförmige Öffnung eingeführt ist, dass der Hydraulikzylinder ein Anschlussrohr aufweist, das an seinem ersten Ende fest an die erste Zylinderpforte angeschlossen ist und das Anschlusselement mit mindestens dem einen Radialloch aufweist, das in einen Teil des Anschlusselements des Hydraulikzylinders führt, welcher Teil zum ersten Ende des Rohrs führt, dass das Radialloch an ein Umschließungselement in der Ventileinrichtung angeschlossen werden soll, das innen einen Zylinderpfortenanschluss für einen umschließenden Anschluss an das Radialloch des Anschlusselements enthält.
- Die Erfindung stellt eine Ventileinrichtung mit einem erheblich verbesserten Anschluss insbesondere an einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder zur Verfügung. Dadurch, dass die Ventileinrichtung das Anschlussrohr umschließt, werden die Kräfte vom Druck der Hydraulikflüssigkeit im Ventilgehäuse eingeschlossen und das technische Problem des Auftretens eines beschädigten Ventilschiebers wird ganz ausgeschlossen. Außerdem ermöglicht die der Erfindung entsprechende Montage der Ventileinrichtung eine beträchtliche Raumersparnis, da keine besonderen Befestigungen wie Schraubenbolzen oder ähnliches benötigt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Leitungsverlegung aufgrund der Ventileinrichtung nach der Erfindung erheblich vereinfacht werden kann, weil weniger Schläuche erforderlich sind und die Schläuche darüber hinaus an den Hydraulikzylindern entlang verlegt werden können, was die benötigte Länge der Schläuche wesentlich reduziert.
- Aus den unabhängigen Patentansprüchen und der detaillierten Beschreibung der Erfindung gehen die vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung hervor.
- Im Folgenden wird die Erfindung im Detail beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen wird, von denen:
- Fig. 1a
- einen üblichen Hydraulikzylinder mit einer Befestigungsseite für das Anbringen eines üblichen Richtungsventils zeigt;
- Fig. 1b
- einen üblichen Hydraulikzylinder mit einem montierten üblichen Richtungsventil zeigt;
- Fig. 2
- einen Hydraulikzylinder nach einer Ausgestaltung der Erfindung mit einem Anschlussrohr für den Anschluss an eine Ventileinrichtung zeigt;
- Fig. 3
- den Hydraulikzylinder in
Fig. 2 mit einer Ventileinrichtung nach einer Ausgestaltung der Erfindung in einer Verbindungsrichtung mit dem Anschlussrohr zeigt; - Fig. 4
- einen Schnitt der Ventileinrichtung nach der Erfindung in
Fig. 3 zeigt, wenn diese auf das Anschlussrohr des Hydraulikzylinders gesteckt worden ist; - Fig. 5
- den Hydraulikzylinder in
Fig. 3 zeigt, bei der die Ventileinrichtung nach der Erfindung auf das Anschlussrohr gesteckt worden und weiter an die Kolbenstangenseite angeschlossen worden ist; - Fig. 6
- einen Baggerarm mit drei nach der Erfindung zylinderseitig montierten Ventileinrichtungen zeigt;
- Fig. 7
- einen Hydraulikzylinder mit einem Anschlussrohr zeigt, an das ein Lasthalteventil nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung angeschlossen ist; und
- Fig. 8
- in der Art eines Hydraulikschaltplans ein Anschlussschema für das Lasthalteventil nach der weiteren Ausführungsform zeigt.
- Die
Fig. 2 zeigt einen der Erfindung entsprechenden Hydraulikzylinder 1 mit einem Anschlussrohr 10 für den Anschluss an eine Ventileinrichtung nach der Erfindung. Das Anschlussrohr 10 hat ein erstes Ende 11, welches fest an eine erste Zylinderpforte A auf der Kolbenseite des Hydraulikzylinders 1 angeschlossen ist. Ein freies zweites entgegengesetztes Ende 12 des Anschlussrohres 10 enthält ein Anschlusselement 12a, das mit einer anderen Zylinderpforte B auf der Kolbenstangenseite des Hydraulikzylinders 1 verbunden werden soll. Eine Halterung 13 befindet sich in einem bestimmten Abstand d vom zweiten Ende 12 des Anschlussrohrs 10, um das Anschlussrohr 10 am Hydraulikzylinder 1 festzuhalten, aber auch, um den Anschluss an einer Ventileinrichtung 20 zu befestigen, s.Fig. 3 . - Der Abschnitt des Anschlussrohrs 10, der sich zwischen Halterung 13 und dem freien zweiten Ende 12 des Rohrs befindet, besteht aus einem Anschlusselement 15. Wie aus
Fig. 3 hervorgeht, entspricht die Länge d des Anschlusselements 15, d.h. des Elements zwischen dem zweiten Ende 12 des Anschlussrohrs 10 und der Halterung 13, der Länge d eines Umschließungsabschnitts 21 der Ventileinrichtung 20. Der Umschließungsabschnitt 21 enthält eine durchgehende zylinderförmige Öffnung 21A und 21B, die von dem Anschlusselement 15 des Anschlussrohres 10 durchgriffen werden soll. Wenn die Ventileinrichtung 20 auf diese Weise an den Hydraulikzylinder 1 angeschlossen worden ist, kann sie mit einer Befestigungsvorrichtung an der Halterung 13 befestigt werden. - In
Fig. 5 ist die Ventileinrichtung 20 an Ort und Stelle auf dem Anschlussrohr 10 und mit einer angeschlossenen Kolbenstangenleitung 16 an Anschlussteil 12a des freien zweiten Endes 12 gezeigt. Die Kolbenstangenleitung 16 verbindet die Ventileinrichtung 20 mit der Kolbenstangenseite des Hydraulikzylinders 1. Der Anschluss zwischen der Kolbenstangenleitung 16 und dem freien zweiten Ende 12 des Anschlussrohres 10 ist vorzugsweise so angeordnet, dass die Ventileinrichtung 20 im Verhältnis zum Anschlussrohr 10 und damit auch zu dem Hydraulikzylinder 1 befestigt werden kann und dass die Kolbenstangenleitung 16 an das Anschlussrohr 10 angeschlossen werden kann. Auf diese Weise erhält man eine dichte und sichere Verbindung zwischen der Ventileinrichtung 20 und den Anschluss-Pforten der beiden Kammern des Hydraulikzylinders 1, d.h. der ersten Zylinderpforte A auf der Kolbenseite des Hydraulikzylinders 1 und der zweiten Zylinderpforte B auf der Kolbenstangenseite des Hydraulikzylinders 1. Das Anschlussteil 12a des freien Endes 12 hat einen Durchmesser, der kleiner oder höchstens ebenso groß ist wie der Innendurchmesser der durchlaufend ausgebildeten zylinderförmigen Öffnung, die aus den einzelnen, aber miteinander durchgehend verbundenen Öffnungen 21A und 21B besteht. Dieses Durchmesserverhältnis ist Voraussetzung dafür, dass Anschlussteil 12a durch die Öffnungen 21A und 21B auch hindurchgeführt werden kann. - Die Ventileinrichtung 20 enthält ferner auch Anschlüsse an eine Druckversorgungseinrichtung, wie beispielsweise eine Pumpe P und einen Tank T sowie weitere Anschlüsse für eine eventuelle weitere Verbindung mit anderen Ventileinrichtungen. So enthält Ventileinrichtung 20 eine erste Tankanschlusspforte T1 für den Anschluss an einen Tank T sowie eine erste Pumpenanschlusspforte P1 für den Anschluss an eine Pumpe P. Darüber hinaus ist die Ventileinrichtung 20 mit einer zweiten Tankanschlusspforte T2 für einen eventuellen weiteren Anschluss an eine Tankanschlusspforte einer weiteren Ventileinrichtung sowie einer zweiten Pumpenanschlusspforte P2 für einen eventuellen weiteren Anschluss an eine Pumpenanschlusspforte an derselben Ventileinrichtung versehen. Wenn die zweite Tankanschlusspforte T2 und die andere Pumpenanschlusspforte P2 verwendet werden, dient die Ventileinrichtung 20 auch als Durchführung für den Tank- bzw. Pumpenanschluss zu den anderen Ventileinrichtungen. Wenn die zweite Tankanschlusspforte T2 und die andere Pumpenanschlusspforte P2 nicht verwendet werden, sollten sie mit üblichen Mitteln wieder verschlossen werden. Der Anschaulichkeit halber wird die Ventileinrichtung 20 in den
Fig. 3-5 ohne angeschlossene Schläuche für Pumpen und Tankleitungen dargestellt. - In
Fig. 4 ist die Ventileinrichtung teilweise im Querschnitt und teilweise in einer Schnittdarstellung gezeigt. Wie ausFig. 4 hervorgeht, enthält die Ventileinrichtung 20 eine durchgehende zylinderförmige Öffnung 21A und 21B für das Umschließen des Anschlusselements 15 des Anschlussrohrs 10, welches so angeordnet ist, dass es die Hydraulikflüssigkeit teils zur ersten Zylinderpforte A und teils zur zweiten Zylinderpforte B führt. Es ist im Rahmen der Erfindung aber auch möglich, dass die Ventileinrichtung 20 stattdessen zwei voneinander getrennte Öffnungen 21A bzw. 21B enthält. Eine Öffnung 21A, links in der Abbildung, mit dem ersten Zylinderpfortenanschluss A' und eine Öffnung 21B, rechts in der Abbildung, mit dem zweiten Zylinderpfortenanschluss B'. Die Zylinderpfortenanschlüsse A' und B' bestehen in der dargestellten Ausgestaltung aus rundum laufenden nutförmigen Vertiefungen, welche über die Leitungen 23 bzw. 24 in Verbindung mit einem Richtungsventil 22 und einem entsprechenden Druckbegrenzungsventil 27A bzw. 27B stehen. - In der dargestellten Ausgestaltung hat das Anschlusselement 15 des Anschlussrohres 10 einen soliden mittleren Teil, der den ersten Zylinderpfortenanschluss A' und den zweiten B' wirksam voneinander trennt. Der erste Zylinderpfortenanschluss A' wird nachfolgend auch Kolbenanschluss genannt, weil er zur ersten Zylinderpforte A auf der Kolbenseite des Hydraulikzylinders 1 führt. Der zweite Zylinderpfortenanschluss B' wird nachfolgend auch Kolbenstangenanschluss genannt, weil er zur zweiten Zylinderpforte B auf der Kolbenstangenseite des Hydraulikzylinders 1 führt.
- Das Anschlussrohr 10 enthält die Radialöffnungen 18 und 19 zur Verbindung von Kolbenanschluss A' bzw. Kolbenstangenanschluss B' mit dem Richtungsventil 22, welches z.B. aus einem Ventilschieber besteht und das Fluid (ÖI) über 4 Verbindungen oder die Leitungen 23-26 steuert, die alle an einem Ende an das Richtungsventil 22 fluidführend angeschlossen sind. Das zweite Ende der ersten Leitung 23 ist an den Kolbenanschluss A' angeschlossen und die zweite Leitung 24 an den Kolbenstangenanschluss B'. Die dritte Leitung 25 ist über die erste Tankanschlusspforte T1 an den Tank T und die vierte Leitung 26 über die erste Pumpenanschlusspforte P1 an die Pumpe P angeschlossen.
- Die Lage des Richtungsventils 22 wird bei der dargestellten Ausgestaltung elektrisch über ein erstes Solenoid S1 ferngesteuert. Ein zweites Solenoid S2 ist zur Steuerung eines Druckregulators in der Ventileinrichtung 20 auf eine hier nicht dargestellte, aber dem Fachmann bekannte Weise angebracht. Die Erfindung ist aber nicht begrenzt auf eine spezifische Steuerungsweise, sondern sie ist auch für eine Anwendung bei mechanisch gesteuerten Ventilen geeignet.
- Das in
Fig. 4 dargestellte Richtungsventil 22 ist mittels des genannten ersten Solenoids S1 verschiebbar nach links und rechts ansteuerbar. InFig. 4 ist es in geschlossener Position 22c dargestellt, in der kein Fluid hindurchströmt. Wenn das Richtungsventil 22 nach links in eine erste offene Position 22a verschoben wird, wird die erste Pumpenanschlusspforte P1 an den Kolbenanschluss A' über die vierte bzw. erste Leitung 26 bzw. 23 und über die Radialöffnungen 18 angeschlossen. Gleichzeitig wird ein Rückfluss von Kolbenstangenanschluss B' zur ersten Tankanschlusspforte T1 über die Radialöffnungen 19 und die zweite bzw. dritte Leitung 24 bzw. 25 geleitet. Wenn das Richtungsventil 22 stattdessen nach rechts verschoben wird, wird die erste Pumpenanschlusspforte P1 an den Kolbenstangenanschluss B' über die vierte bzw. die zweite Leitung 26 bzw. 24 und über die Radialöffnungen 19 angeschlossen. Gleichzeitig kann ein Fluidfluss von Kolbenanschluss A' zur ersten Tankanschlusspforte T1 über die Radialöffnungen 18 und die erste bzw. dritte Leitung 23 bzw. 25 gehen. - Außerdem sind in den Figuren zwei an sich bekannte Druckbegrenzungsventile 27A und 27B dargestellt, die als Überlastungsschutz dienen und den Kolbenanschluss A' bzw. den Kolbenanschluss B' mit der Tankanschlusspforte T1 verbinden, wenn der Druck im betreffenden Anschluss einen bestimmten, vorher festgesetzten Wert übersteigt.
- Die Ventileinrichtung 20 enthält vorzugsweise auch drei Dichtungen 28, 29 und 30, welche um das zylinderförmige Anschlusselement 15 herum angebracht sind. Eine erste Dichtung 28 ist so angebracht, dass sie den Anschluss zwischen der ersten zylinderförmigen Öffnung 21A und dem zylinderförmigen Anschlusselement 15 dicht verschließt, um sicherzustellen, dass kein Fluid in die erste Öffnung 21A eindringen kann. Eine zweite Dichtung 29 ist so angebracht, dass sie den Anschluss zwischen der zweiten zylinderförmigen Öffnung 21B und dem zylinderförmigen Anschlusselement 15 dicht verschließt, um sicherzustellen, dass keine Flüssigkeit in die zweite Öffnung 21b eindringen kann. Eine dritte dazwischen liegende Dichtung 30 ist so angebracht, dass sie die separaten Räume trennt, die die Fluidöffnungen 18 und 19 umgeben, wenn die entsprechenden Ventilleitungen 23 und 24 an die Zylinderpfortenanschlüsse A' bzw. B' angeschlossen werden, um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit nicht zwischen den Zylinderpfortenanschlüssen eindringen kann.
- Die Dichtungen können z.B. aus üblichen O-Ringen bestehen. Alternativ ist es möglich, dass die Öffnungen 21A und 21B mit einer Dichtung für das zylinderförmige Anschlusselement 15 versehen werden, die aus einem angepassten, ausreichend eng sitzenden Dichtelement besteht und keine Hydraulikflüssigkeit durchlässt. Der Fachmann kennt andere geeignete Methoden für eine Dichtung zwischen einem Rohr und einer Innenstange, und die Erfindung ist nicht auf eine dieser bekannten Dichtungen begrenzt. Irgendeine Art von Dichtung ist aber erforderlich.
- In der dargestellten Ausgestaltung der Ventileinrichtung 20 sind die erste und die zweite Tankanschlusspforte T1 bzw. T2 auf den gegenüber liegenden Seiten der Ventileinrichtung 20 angebracht. Ebenso sind die erste und die zweite Pumpenanschlusspforte P1 bzw. P2 auf den gegenüberliegenden Seiten der Ventileinrichtung 20 angebracht. Alle diese Anschlusspforten sind so angebracht, dass sie im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, so dass die erste Tank- bzw. Pumpenleitung T1, P1 parallel zum Hydraulikzylinder 1 auf der einen Seite der Ventileinrichtung 20 und die zweite Tank- bzw. Pumpenleitung T2, P2 parallel zum Hydraulikzylinder 1 auf der anderen Seite der Ventileinrichtung 20 angeschlossen werden.
- In
Fig. 6 ist ein Kranbaum 40 mit einem Kranarm 41 und einer Kranschaufel 42 dargestellt. Der Baum 40 kann hochgestellt und gesenkt werden mittels eines ersten Hydraulikzylinders 1, auf dem eine erste Ventileinrichtung 20 angebracht ist, die die relativen Bewegungen der Kolbenstange 6 im Verhältnis zum Kolben steuern soll. Ein erstes Leitungspaar mit einem Schlauch vom Tank des Fahrzeugs (nicht gezeigt) und ein Schlauch von der Pumpe ist an die erste Ventileinrichtung 20 angeschlossen. Wie oben beschrieben, ist die Ventileinrichtung 20 außerdem über ein Anschlussrohr 10 an die erste Zylinderpforte A auf der Kolbenseite des Hydraulikzylinders 1 und über eine Kolbenstangenleitung 16 an die zweite Zylinderpforte B auf der Kolbenstangenseite des Hydraulikzylinders 1 angeschlossen. - Von der ersten Ventileinrichtung 20 kommend ist ein zweites Leitungspaar 44 an eine zweite Ventileinrichtung 20' angeschlossen, welche mittels eines zweiten Hydraulikzylinders 1' den Winkel zwischen Baum 40 und Kranarm 41 steuert. Außerdem ist ein drittes Leitungspaar 45 von der zweiten Ventileinrichtung 20' kommend an eine dritte Ventileinrichtung 20" angeschlossen, welche den vorgebbaren Winkel der Kranschaufel 42 steuert.
- Die erste und die zweite Ventileinrichtung 20 bzw. 20' fungieren beide als Durchführungen, während die dritte Ventileinrichtung 20" nur die Eingänge (T1 und P1) für die Pump- und Tankleitungen benutzt, wobei die Ausgänge (T2 und P2) unbenutzt bleiben und vorzugsweise wieder verschlossen werden.
- Aus
Fig. 6 geht einer der Vorteile der Erfindung hervor: die Leitungsverlegung zu und von den Ventilen wird wesentlich erleichtert, teils weil die Leitungen von einer Ventileinrichtung zu einer anderen weitergehen können und teils weil die Leitungen darüber hinaus parallel zu den Hydraulikzylindern, von Anschluss zu Anschluss, angebracht werden können, so dass die Strecke möglichst kurz wird. - In den
Fig. 7 und 8 ist eine andere Ausgestaltung einer Ventileinrichtung 35 nach der Erfindung dargestellt. Diese Ventileinrichtung 35 ist als ein Lasthalteventil ausgebildet, das sich von der oben beschriebenen Ventileinrichtung 20 in erster Linie dadurch unterscheidet, dass es kein Richtungsventil enthält und dass es statt dessen ein druckreguliertes Ventil 37 und ein Rückschlagventil 38 aufweist. Aus dem Schema inFig. 8 ist zu erkennen, dass ein separates Richtungsventil 36 an die Ventileinrichtung 35 angeschlossen ist. Wird das Richtungsventil 36 nach links betätigt, fließt die Hydraulikflüssigkeit von Pumpe P durch das Rückschlagventil 38 und in die Kammer auf der Kolbenseite des Hydraulikzylinders 1 durch die erste Zylinderpforte A. Das druckregulierte Ventil 37 bleibt in dieser Position im Normalfall geschlossen. Wenn die Kolbenstange nach oben geschoben wird, wird die Hydraulikflüssigkeit von der Kolbenstangenseite des Zylinders durch die zweite Zylinderpforte B hinausgedrängt. Die Hydraulikflüssigkeit, die die Kolbenstangenseite des Zylinders verlässt, wird durch das Richtungsventil 36 zum Tank T geleitet. - Wenn das Richtungsventil 36 stattdessen nach rechts betätigt oder verschoben wird, wird die Druckseite P1 an die andere Zylinderpforte B angeschlossen und die erste Zylinderpforte A wird gleichzeitig an den Tank T angeschlossen. Da kein Fluid in dieser Richtung durch das Rückschlagventil 38 fließt, müssen SA und SB gemeinsam die Federkraft der Feder 39 übersteigen, damit das druckregulierte Ventil 37 in die nächste offene Position gerät und die Hydraulikflüssigkeit die Kolbenseite des Zylinders durch die erste Zylinderpforte A verlassen kann.
- Für einen Fachmann auf diesem Gebiet ist somit klar, dass die Ventileinrichtung 35 hinsichtlich des Anschlusses einem konventionellen Lasthalteventil entspricht. Neu ist dabei, wie es an den Hydraulikzylinder 1 angeschlossen wird. Dies ist schematisch in
Fig. 7 dargestellt und entspricht der Art, wie die oben beschriebene Ventileinrichtung 20 an den Hydraulikzylinder 1 angeschlossen wird. - Die Ventileinrichtung 35 enthält somit wiederum eine durchgehende Öffnung 21a-21b, durch welche ein Anschlussrohr 10 eingeführt ist. Das Anschlussrohr 10 ist an seinem ersten Ende 11 fest an die erste Zylinderpforte A an den Hydraulikzylinder 1 angeschlossen. Das Anschlussrohr 10 hat weiterhin ein Anschlusselement 15 mit mindestens einem Radialloch 18. Das Anschlusselement ist in
Fig. 7 in die Ventileinrichtung 35 integriert und somit nicht zu sehen. Der Anschluss an die separaten Teile 15A und 15B des Anschlussrohrs 10 kann aber vorzugsweise im Wesentlichen dieselbe Ausgestaltung haben wie bei der oben beschriebenen Ventileinrichtung 20, die inFig. 4 dargestellt ist. Der Unterschied besteht demnach darin, dass die Ventileinrichtung 35 in der Form eines Lasthalteventils kein Richtungsventil enthält. Stattdessen enthält die Ventileinrichtung 35 ein druckreguliertes Ventil 37 und ein Rückschlagventil 38 in der in derFig. 8 dargestellten Weise. - Aus dieser anderen Ausgestaltung der Ventileinrichtung ergibt sich auch, dass die Anschlüsse an die Ventileinrichtung 35 anders ausgestaltet sind. Anstatt über eine Pumpen- bzw. Tankanschlusspforte direkt an die Pumpe P und den Tank T angeschlossen zu sein, ist die Ventileinrichtung 35 an ein externes Richtungsventil 36 angeschlossen. Deshalb enthält die Ventileinrichtung 35 eine erste Weiterverbindung A", die über das druckregulierte Ventil 37 und das Rückschlagventil 38 an die erste Zylinderpforte A angeschlossen ist, und eine zweite Weiterverbindung B", die an die zweite Zylinderpforte B eventuell auch über ein nicht gezeigtes druckreguliertes Ventil oder ein Rückschlagventil, vergleichbar wie bereits für die Zylinderpforte A erläutert, angeschlossen ist.
- Das Lasthalteventil soll sicherstellen, dass der Hydraulikzylinder im Falle eines eventuellen Schlauchbruchs nicht unkontrolliert einfährt. Wenn die Schlauchverbindung zwischen der ersten Weiterverbindung A" und dem externen Richtungsventil 36 versagt, ist es dennoch möglich, das Senken oder das Einfahren des Hydraulikzylinders zu steuern. Wenn der Druck auf der Kolbenseite des Hydraulikzylinders ausreicht, damit der Signaldruck SA von der ersten Zylinderpforte A allein die Federkraft der Feder 39 übersteigt, gerät das druckregulierte Ventil 37 in eine teilweise offene Position, so dass die Hydraulikflüssigkeit die Kolbenseite des Zylinders durch die erste Zylinderpforte A in kontrollierter Weise verlassen kann. Wenn der Druck nicht ausreicht, muss die Pumpe P einen ausreichend großen Druck liefern, damit der Signaldruck SA von der ersten Zylinderpforte A und der Signaldruck SB von der zweiten Zylinderpforte B zusammen die Federkraft der Feder 39 übersteigen und das druckregulierte Ventil 37 sich öffnet. Je größer der von der Pumpe vermittelte Druck ist, desto größer ist der Signaldruck SB von der zweiten Zylinderpforte B und desto mehr wird das druckregulierte Ventil 37 geöffnet. Dank des Lasthalteventils 35 ist es somit möglich, das Senken des Hydraulikzylinders 1 durch Bedienung des externen Richtungsventils 36 zu steuern.
- Beide Ausgestaltungen der Ventileinrichtungen 20 und 35 können sowohl für einzelnwirkende als auch für doppeltwirkende Hydraulikzylinder genutzt werden. Wenn sie für einzelnwirkende Hydraulikzylinder genutzt werden, haben sie vorzugsweise nur eine zylinderförmige Öffnung 21A, in welche ein Ende eines Anschlussrohrs eingeführt wird.
- Wenn sie doppeltwirkend sind, haben sie also auch eine Weiterverbindung zur zweiten Zylinderpforte B. Ein Lasthalteventil kann auch so aufgebaut sein, dass es ein druckreguliertes Ventil und ein Rückschlagventil für beide Zylinderpforten A und B hat. Das ist wichtig bei Anwendungen, bei denen die Last im Verhältnis zum Hydraulikzylinder nach beiden Seiten wirken kann.
- Das Anschlussrohr hat Radiallöcher für den Anschluss an die erste Zylinderpforte A. Ein Vorteil der Radiallöcher 18 und 19 ist, dass sie nicht axial am Ende des Anschlussrohrs angebracht sind und dass der Druck der Hydraulikflüssigkeit auf diese Weise keine Kräfte in axialer Richtung erzeugen kann. Die Kräfte werden nicht nur im Innern der Ventileinrichtung aufgenommen, sondern auch durch die Dichtungen 28, 29 und 30.
- In der oben stehenden Beschreibung der Erfindung ist auf verschiedene Ausgestaltungen verwiesen worden. Die Erfindung ist aber nicht auf eine dieser spezifischen Ausgestaltungen begrenzt. Sie wird stattdessen nur durch das Ausmaß des Schutzes begrenzt, das in den folgenden Patentansprüchen definiert wird.
Claims (11)
- Hydraulikzylinder (1) mit einer Ventileinrichtung (20, 35) und mit einer ersten Zylinderpforte (A) für einen Anschluss an die auf dem Hydraulikzylinder angebrachte Ventileinrichtung (20, 35), wobei die Ventileinrichtung (20, 35) einen ersten Zylinderpfortenanschluss (A') für den Anschluss an die erste Zylinderpforte (A) auf dem Hydraulikzylinder (1) aufweist, wobei der erste Zylinderpfortenanschluss (A') so angeordnet ist, dass er über ein Richtungsventil (22, 36) der Ventileinrichtung (20, 35) wahlweise an einen ersten Druckanschluss (P1) auf der Druckseite (P) einer Druckversorgungseinrichtung, wie einer Hydraulikpumpe, oder an einen ersten Tankanschluss (T1) an einen Tank (T) angeschlossen wird, wobei die Ventileinrichtung (20, 35) eine erste zylinderförmige Öffnung (21A) für das Umschließen eines zylinderförmigen Anschlusselements (15) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das zylinderförmige Anschlusselement (15) eine erste radiale Fluidöffnung (18) in Form eines Radiallochs aufweist, welche mit der ersten Zylinderpforte (A) verbunden ist, dass die zylinderförmige Öffnung (21A) innen den ersten Zylinderpfortenanschluss (A') enthält und dass mindestens zwei Dichtungen (28, 30) so angeordnet sind, dass sie auf beiden Seiten die erste radiale Fluidöffnung (18) dicht abschließen, so dass ein dichter Anschluss zwischen dem ersten Zylinderpfortenanschluss (A') und der ersten radialen Fluidöffnung (18) entsteht, wenn das zylinderförmige Anschlusselement (15) in die erste zylinderförmige Öffnung (21A) eingeführt ist, dass der Hydraulikzylinder (1) ein Anschlussrohr (10) aufweist, das an seinem ersten Ende (11) fest an die erste Zylinderpforte (A) angeschlossen ist und das zylinderförmige Anschlusselement (15) mit mindestens dem einen Radialloch (18) aufweist, das in einen Teil (15A) des zylinderförmigen Anschlusselements (15) des Hydraulikzylinders führt, welcher Teil (15A) zum ersten Ende (11) des Anschlussrohrs (10) führt, dass das Radialloch (18) an ein Umschließungselement (21) in der Ventileinrichtung (20, 35) angeschlossen ist, das innen den ersten Zylinderpfortenanschluss (A') für einen umschließenden Anschluss an das Radial loch (18) des zylinderförmigen Anschlusselements (15) enthält.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite zylinderförmige Öffnung (21 B) für das Umschließen des oder eines zylinderförmigen Anschlusselements (15) enthält, das so angeordnet ist, dass es zu einer zweiten Zylinderpforte (B) am Hydraulikzylinder (1) führt, dass die zweite zylinderförmige Öffnung (21 B) innen einen zweiten Zylinderpfortenanschluss (B') enthält, dass das zylinderförmige Anschlusselement (15) eine zweite radiale Fluidöffnung (19) aufweist, die mit der zweiten Zylinderpforte (B) verbunden ist und dass mindestens zwei Dichtungen (29, 30) so angeordnet sind, dass sie auf beiden Seiten die zweite radiale Fluidöffnung (19) dicht abschließen, so dass ein dichter Anschluss zwischen dem zweiten Zylinderpfortenanschluss (A') und der zweiten radialen Fluidöffnung (19) entsteht, wenn das zylinderförmige Anschlusselement (15) in die zweite zylinderförmige Öffnung (21B) eingeführt ist.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine durchgehende zylinderförmige Öffnung (21A, 21B) für einen umschließenden Anschluss an das zylinderförmige Anschlusselement (15) enthält, dass das zylinderförmige Anschlusselement (15) einen stabilen mittleren Teil (17) aufweist, der das zylinderförmige Anschlusselement (15) in zwei separate Teile (15A, 15B) unterteilt, von denen ein erster Teil (15A) des zylinderförmigen Anschlusselements (15) zur ersten Zylinderpforte (A) und ein zweiter Teil (15B) zur zweiten Zylinderpforte (B) führt und dass beide separaten Teile radiale Fluidöffnungen (18, 19) aufweisen, über die die jeweiligen Zylinderpforten (A, B) an die entsprechenden Zylinderpfortenanschlüsse (A', B') angeschlossen werden.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (15B) des zylinderförmigen Anschlusselements (15) einen Anschlussteil (12a) enthält, welcher das Ende (12) des zylinderförmigen Anschlusselements (15) bildet und dass das Anschlussteil (12a) so angeordnet ist, dass es aus der zweiten zylinderförmigen Öffnung (21B) hervorsteht, um mit der zweiten Zylinderpforte (B) verbunden zu werden.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie drei Dichtungen (28, 29, 30) enthält, die um das zylinderförmige Anschlusselement (15) herum angeordnet sind, dass eine erste Dichtung (28) so angeordnet ist, dass sie den Anschluss zwischen der ersten zylinderförmigen Öffnung (21A) und dem zylinderförmigen Anschlusselement (15) dicht abschließt, eine zweite Dichtung (29) so, dass sie den Anschluss zwischen der zweiten zylinderförmigen Öffnung (21B) und dem zylinderförmigen Anschlusselement (15) dicht abschließt, und eine dritte, dazwischen liegende Dichtung (30) so, dass sie die separaten Räume trennt, bei denen die betreffenden Zylinderpforten (A,B) an die entsprechenden Zylinderpfortenanschlüsse (A', B') angeschlossen werden.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (35) ein Lasthalteventil ist, das ein druckreguliertes Ventil und ein Rückschlagventil aufweist, um die Last bei einem eventuellen Schlauchbruch bei der ersten Zylinderpforte (A) am Hydraulikzylinder (1) zu halten, und dass die Ventileinrichtung (35) an ein separates Richtungsventil (36) für eine optionale Verbindung mit dem ersten Druckanschluss (P1) oder dem ersten Tankanschluss (T1) angeschlossen ist.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Richtungsventil (22) enthält, das zwischen einer geschlossenen Position (22c) und zwei offenen Positionen (22a, 22b) eingestellt werden kann, dass das Richtungsventil (22) in der ersten offenen Position (22a) den ersten Druckanschluss (P1) mit dem ersten Zylinderpfortenanschluss (A') und den ersten Tankanschluss (T1) mit dem zweiten Zylinderpfortenanschluss (B') verbindet und wobei das Richtungsventil (22) in der zweiten offenen Position (22b) den ersten Druckanschluss (P1) mit dem zweiten Zylinderpfortenanschluss (B') und den ersten Tankanschluss (T1) mit dem ersten Zylinderpfortenanschluss (A') verbindet.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zweite Tankanschlusspforte (T2) für einen eventuellen Anschluss an eine Tankanschlusspforte einer weiteren Ventileinrichtung (1', 1") sowie eine zweite Pumpenanschlusspforte (P2) für den Anschluss an derselben weiteren Ventileinrichtung (1', 1") aufweist.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Tankanschlusspforte (T1, T2) auf den gegenüberliegenden Seiten der Ventileinrichtung (20, 35) angebracht sind und dass alle diese Anschlusspforten im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, so dass damit verbundene Leitungen parallel zueinander von den gegenüberliegenden Seiten der Ventileinrichtung (1) aus verlaufen.
- Hydraulikzylinder (1) gemäß einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (1) ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder ist, der auch eine zweite Zylinderpforte (B) für den Anschluss an dieselbe Ventileinrichtung (20, 35) hat, dass das zylinderförmige Anschlusselement (15) des Anschlussrohrs (10) separate Radiallöcher (18, 19) aufweist, die in separate Teile (15A, 15B) des zylinderförmigen Anschlusselements (15) des Hydraulikzylinders (1) führen, welche Teile (15A, 15B) durch einen stabilen mittleren Teil (17) voneinander getrennt sind, dass ein erster Teil (15A) der beiden separaten Teile zum ersten Ende (11) des Rohrs (10) führt und ein zweiter Teil (15B) zum zweiten Ende (12) des Rohrs (10) führt zum weiteren Anschluss an die zweite Zylinderpforte (B), und dass die Radiallöcher (18, 19) an ein Umschließungselement (21) in der Ventileinrichtung (20) angeschlossen werden sollen, das innen zwei Zylinderpfortenanschlüsse (A', B') für einen vorzugsweise umschließenden Anschluss an die entsprechenden Radiallöcher (18, 19) des zylinderförmigen Anschlusselements enthält.
- Doppeltwirkender Hydraulikzylinder (1) gemäß Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ende (12) des Anschlussrohrs (10) ein Anschlussteil (12a) enthält, das aus dem Umschließungselement (21) der Ventileinrichtung (20) herausragt und mit der zweiten Zylinderpforte (B) verbunden wird, dass das Anschlussteil (12a) einen Durchmesser hat, der kleiner oder höchstens ebenso groß wie der Innendurchmesser der durchgehenden zylinderförmigen Öffnung (21A, 21B) ist.
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