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Doppeltwirkender Arbeitszylinder Die Erfindung bezieht sich auf einen
doppeltwirkenden Arbeitszylinder, der beidaeltig durch je ein Rückschlagventil gesichert
ist, das in Sperrstellung die ihm zugeordnete Zylinderkammer abschließt und durch
eine druckmittelbetätigbare Entsperreinrichtung entsperrbar ist nach DBP (Patentanmeldung
Aktenzeichen P 20 05 717.4).
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Die Hauptanmeldung bezieht sich auf einen Arbeitszylinder dieser Gattung,
dessen Entsperreinrichtung vom Arbeitskolben kraftabgängig betEtigbar ist, derart,
daß sie vom Arbeitskolben in der einen Entsperrstellung über einen vorgegebenen
Kolbenhubbereich festzuhalten ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den Arbeitszylinder dadurch zu verbessern,
daß unter GewNhrleistung einer einwandfreien Sperrfunktion die beiden Rückschlagventile
und deren gemeinsame Entsperreinrichtung in kompakter Bauweise und leicht montierbar
in den krbeitszylinder eingebaut sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entsperreinrichtung
in an sich bekannter Weise durch zwei Entsperrkolben mit je einem stirnseitig angeordneten
Entsperrstift gebildet ist, wobei die beiden Entsperrkolben koaxial
zum
Arbeitszylinder angeordnet sind, derart, daß der eine Entsperrkolben in dem anderen,
vom Arbeitskolben kraftabhängig betätigbaren und das eine Rückschlagventil enthaltenden
Entsperrkolben weitgehend abgedichtet verschiebbar ist, und wobei die beiden Entsperrkolben
gemeinsam beaufschlagbar sind, derart, daß sie bei Beaufschlagung in der einen Entsperrichtung
mit einer Druckbeaufschlagungskraft betätigt werden, die in Richtung der auf den
Entsperrkolben bei Betätigung desselben durch den Arbeitskolben wirkenden Betätigungskraft
gerichtet ist, während bei Beaufschlagung in der anderen Entsperrrichtung mit einer
Druckbeaufschlagungskraft betätigt werden, die entgegen der auf den Entsperrkolben
bei Betätigung desselben durch den Arbeitskolben wirkenden Betätigungskraft gerichtet
ist.
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Um die Druckmittelzufuhr zu der kolbenstangenseitigen Zylinderkammer
zu vereinfachen, ist gemaß der Erfindung vorgesehen, daß das eine Rückschlagventil
in einer Axialbohrung im Entsperrkolben angeordnet ist, die durch ein koaxial zum
Arbeitszylinder verlaufendes und mit dem Entsperrlcolben fest verbundenes Rohr ver
längert wird, das in Verbindung mit der kolbenstangenseitigen Zylinderkammer steht
Es ist ferner gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Entsperrkolben mit dem einen
Rückschlagventil und dem Entsperrkolben sowie das zweite Rückschlagventil in einer
koaxial zum Arbeitszylinder angeordneten, abgestuften Bohrung in einem Zylinderkopf
untergebracht sind. Damit wird die Bearbeitung des Zylinderkopfe vereinfacht
Um
den Einbau der Entsperreinrichtung und der Riickschlagventile in den Zylinderkopf
zu erleichtern, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der
Zylinderkopf auf einen Zylinderkörper aufschraubbar ist.
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Im folgenden ist ein Ausfdhrungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert.
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Ein doppeltwirkender hydraulischer Arbeitszylinder 1 besteht aus einem
Zylinderkörper 2 mit einem Zylinderkopf 3 und einem Zylinderdeckel 4. Der Zylinderkopf
3 ist auf dem Zylinderkörper 2 aufgeschraubt Ein Arbeitskolben 5 setzt sich aus
einem äußeren Kolbenteil 6 und einem inneren Kolbenteil 7 zusammen. Beide Kolbenteile
6 und 7 sind mit einer hohlen Kolbenstange 8 mit Radialbohrungen 9 fest verbunden.
Der Arbeitskolben 5 trennt zwei Zylinderkammern 10, 11 voneinander.
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Im Zylinderkopf 3 ist eine abgestufte Bohrung 12, 13, 14, 15 koaxial
zum Zylinderkörper 2 angeordnet. Im Bohrungsabschnitt 13 ist ein Entsperrkolben
16 mit einem stirnseitig angeordneten Entsperrstift 28 sowie mit einem Betatigungsstößel
17 abgedichtet verschiebbar. Der Entsperrkolben 16 weist eine Axialbohrung 18 und
Schrägbohrungen 19 auf. Ein in der Axialbohrung 18 eingestecktes Rohr 20, auf dem
das innere Kolbenteil 7 abge dichtet verschiebbar ist, ist mit dem Entsperrkolben
16 fest verbunden.
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Der Betätigungsstößel 17 ist in einem Führungsring 21 geführt, der
im Bohrungsabschnitt 12 mit Hilfe eines Sicherungsringes 22 dichtend gehalten ist.
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Ein erstes Rückschlagventil 23 ist im Entsperrkolben 16 angeordnet.
Sein Ventilsitz ist durch einen Absatz 24 der Axialbohrung 18 gebildet. Sein als
Kugel ausgebildetes Verschlußglied 25 ist durch eine sich gegen die Stirnseite des
Rohres 20 abstützende Feder 26 belastet.
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Ein zweiter Entsperrkolben 27 mit einem stirnseitig angeordneten Entsperrstift
29 ist im Entsperrkolben 16 koaxial zu ihm angeordnet und relativ zu ihm weitgehend
abgedichtet verschiebbar.
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Die relative Verschiebbarkeit der beiden Kolben 16 und 27 ist in der
einen Bewegungsrichtung durch eine als Anschlag für den Entsperrkolben 27 dienende
Verschlußschraube 30 mit einer durchgehenden Bohrung 49 begrenzt.
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Auch die Entsnerrstifte 28, 29 sind koaxial zum Zylinderkörper 2 angeordnet.
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In den Bohrungsabschnitten 14, 15 ist ein zweites RSickschlagventil
31 angeordnet. Sein Ventilsitz ist durch einen in den Zylinderkopf 3 eingeschraubten
Sitzring 32 gebildet. Sein als Kugel ausgebildetes Verschlußglied 33 ist durch eine
sich gegen die Stirnseite des Bohrungsabschnitts 15 abstfitzende Feder 34 belastet.
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Der Entsperrkolben 16 bildet mit dem Führungsring 21 eine Kammer 55
und mit dem Entsperrkolben 27 eine Kammer 36. Beide Kammern 35 und 36 stehen huber
die Schrägbohrungen 19 in Verbindung. Die Kammer 36 ist über das Rückschlagventil
23, das Rohr 20, die hohle Kolbenstange 8 und die Radialbohrungen 9 mit der oberen
Zylinderkammer 11 verbindbar.
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Der Entsperrkolben 16 und die Verschlußschraube 30 bilden mit dem
Sitzring 32 eine Kammer 37, die über das Rückschlagventil 31 und Kanäle 38, 59 mit
der unteren Zylinderkammer 10 verbindbar ist.
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Die Kammern 35 und 37 sind Über Leitung 40 bzw. 41 und ein als Schieberventil
ausgebildetes Wegeventil 42 entweder mit einer durch zwei Rückschlagventile 43,
44 gesicherten Handpumpe 45 oder mit einem Rücklaufbehälter 46 verbindbar.
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Zwischen dem Betätigungsstößel 17 und dem Arbeitskolben 5 ist eine
Druckfeder 47 angeordnet, die sich auf einem auf dem Betätigungsstößel 17 aufliegenden
und auf dem Rohr 20 verschiebbaren Federteller 48 abstützt.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders ist wie folgt:
Es sei angenommen, daß der Arbeitszylinder sich in der gezeigten Stellung befindet,
in der die Rückschlagventile 23 und 31 geschlossen sind und das Wegeventil 42 so
geschaltet ist, daß die Kammer 37 mit dem Rücklaufbehälter 46, die Kammer 35 mit
der Handpumpe 45 verbunden ist. Solange kein Druckmittel in die
Kammer
35 gepumpt wird, solange schließt das Rllckschlagventil 31 die untere Zylinderkammer
10 ab, so daß der Arbeitskolben 5 nicht nach unten gehen kann.
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Wird nunmehr Druckmittel in die Kammer 35 hereingepumpt, so werden
die in den Kammern 35 und 36 liegenden Kolbenflächen des Entsperrkolbens 16 beaufschlagt.
Diese Kolbenflächen sind so bemessen, daß auf den Betätigungskolben 16 eine in der
Figur nach unten gerichtete Druckbeaufschlagungskraft wirksam wird. Hierdurch wird
der Entsperrkolben 16 in die Entsperrstellung verschoben, in der der Entsperrstift
29 den Verschlußkörper 33 des Rückschlagventils 31 in die Bohrung 15 hineindrckt,
so daß die untere Zylinderkammer 10 huber Kanäle 39, 38, das geöffnete Rückschlagventil
31, die Kammer 37 und Leitung 41 mit dem RAcklaufbehälter 46 verbunden wird.
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Der in die Kammern 35 und 36 eingesteuerte Druck beaufschlagt auch
die in der Kammer 36 liegende Kolbenfläche des Entsperrkolbens 27, wodurch letzterer
gegen die als Anschlag dienende Verschlußschraube 30 gedrückt wird, so daß das Rükschlagventil
23 entsperrt bleibt.
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Der in die Kammer 36 eingesteuerte Druck beaufschlagt auch den Verschlußkörper
des Rückschlagventils 23, wodurch letzteres geöffnet wird und die Handpumpe 45 über
Leitung 40, das geöffnete Rücksohlagventil 23, das Rohr 20, die hohle Kolbenstange
8 und Radialbohrungen 9 mit der oberen Zylinderkammer 11 verbunden wird.
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Der Arbeitskolben 5 sinkt infolge der kolbenstangenseitigen Beaufsohlagung
ab, während das in der unteren Zylinderkammer 10
befindliche Druckmittel
über Kanäle 39, 38, das geöffnete Rückt schlagventil 31 und die Leitung 41 in den
Rücklaufbehälter zurückfließt.
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Wird das Pumpen von Druckmittel in die Kammern 35 und 36 unterbrochen,
so werden letztere infolge des Leckverlustes im als Schieberventil ausgebildeten
Wegeventil 42 entlastet, wodurch auch der Entsperrkolben 27 entlastet wird und die
Rückschlagventile 23 und 31 wieder schließen Somit wird ein weiteres Absinken des
Arbeitskolbens 5 verhindert.
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Hat jedoch der Arbeitskolben 5 bereits eine Hubstellung erreicht,
in der er die Feder 47 derart stark zusammendrückt, daß der mit deren Federkraft
über den Betätigungsstößel 1-7 beaufschlagte Entsperrkolben 16 mechanisch in Entsperrstellung
gehalten wird, 90 bleibt dann das Rückschlagventil 31 geöffnet und der Arbeitskolben
5 wird in abwärtsgerichteter Hubrichtung über einen bestimmten, von der Kennlinie
der Feder 47 abhängigen Hubbereich frei beweglich. Der Beginn dieses Hubbereiches
ist durch die für das mechanische Festhalten des Entsperrkolbens 16 in Entsperrstellung
erforderliche Federkraft der Feder 47 vorgegeben. Die Betätigung des Entsperrkolbens
16 durch den Arbeitskolben 5 im Sinne eines Festhaltens desselben in Entsperrstellung
erfolgt also kraftabhängig.
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Wird nunmehr das Wegeventil 42 umgeschaltet und die Handpumpe 45 wieder
betätigt und somit Druckmittel in die Kammer 37 hineingepumpt, so wird der Entsperrkolben
16 und über die Bohrung 49 der Entsperrkolben 27 beaufschlagt, derart, daß auf beide
Kolben eine in der Figur nach oben gerichtete Druckbeaufschlagungskraft
wirksam
wird. Tlierdurch wird der Entsperrkolben 16 entgegen der Feder 47 so weit verschoben,
daß die Entsperrung des Rückschlagventils 31 wieder aufgehoben wird, während der
Entsperrkolben 27 relativ zum Entsperrkolben 16 soweit verschoben wird, daß er mit
seinem Entsperrstift 28 das Rückschlagventil 23 entsperrt hält.
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Der in die Kammer 37 eingesteuerte Druck beaufschlagt auch den Verschlußkörper
des Rückschlagventils 31, wodurch letzteres geöffnet bleibt und die Handpumpe 45
über Leitung 41, das geöffnete Rücksclilagventil 31 und die Kanäle 38, 39 mit der
unteren Zylinderkammer 10 verbunden wird. Der Arbeitskolben 5 wird infolge der Beaufschlagung
angehoben, während das in der oberen Zylinderkammer 11 befindliche Druckmittel über
Radialbohrungen 9, hohle Kolbenstange 8, Rohr 20, das geöffnete Rtickschlagventil
23 und die Leitung 40 in den Rücklaufbehälter 46 zurückfließt.
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Die Erfindung ermöglicht eine einfache Bearbeitung des Zylinderkopfes
sowie einen leichten Einbau des Entsperrkolbens, des Betätigungskolbens und der
Rückschlagventil in den Zylinderkopf, bevor dieser auf den Zylinderkörper aufgeschraubt
wird. Durch die Ineinanderanordnung der beiden Entsperrkolben, einerseits, sowie
des einen Rückschlagventils und des einen Entsperrkolbtus, andererseits, wird eine
kompakte, platzsparende Bauweise erzielt.
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Da beide Entsperrkolben 16, 27 unabhangig voneinander hydraulisch
betätigbar sind, ist eine einwandfreie Sperrfunktion der beiden Rückschlagventile
23, 31 gewährleistet.