Schubkolbentrieb mit Eilhub und Krafthub Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Schubkolben trieb mit Eilhub und Krafthub, umfassend einen ersten Hydraulikraum mit einem Eilhubkolben kleinen Quer schnitts und einen zweiten Hvdraulikraum mit einem Kraftkolben grossen Querschnitts, welcher mindestens eine Durchlassöffnung grossen Volumens von einer zur anderen Kolbenseite besitzt, welche Durchlassöffnung durch einen Verschlusskörper beim Übergang von Eilhub auf Krafthub verschlossen wird,
wobei der Verschluss- körper von einer von zwei fest im Kraftkolben sitzenden Kolbenstangen, die sich zu beiden Seiten des Kraftkol bens befinden, geführt wird und mit dem Kraftkolben durch Zwischenschaltung von mindestens einer Feder ein vorgespanntes Ventil bildet, dass der Verschlusskörper mit einem vom Hvdraulikdruck im Druckraum des Eilkolbens betätigten Hilfskolben in Verbindung steht, und dass der Druckraum des Kraftkolbens mit der Zuführungsöffnung des Hydrauliköles in Verbindung steht über ein in :
Abhängigkeit vom Druck des zugeführ ten Hydrauliköles öffnendes Ventil. das mit dem Kol bentrieb eine bauliche Einheit bildet und dessen Öff nungsdruck höher liegt als derjenige Hydraulikdruck, der zum Schliessen des vorgespannten Ventils im Kraftkol ben erforderlich ist.
Die vorlic;ende Erfindung hat den Zweck, den Schubkolbentrieb so zu verbessern, dass er sich durch cinc relativ einfache Auswechselbarkeit seiner evtl. wech- seibediirfti#,eii Teile auszeichnet und sich aus relativ einfachen Bauteilen zusammensetzt.
Der Erfindungsgegenstand nach Patentanspruch des Hauptpatente> ist dadurch gekennzeichnet, dass minde stens eine der Kolbenstangen hohl ausgebildet und der \rbeitskolben finit einem zentralen Durchlass versehen ist und dass beide Ventile eine genfeinsame und in der hohlen Kohlenstange untergebrachte Feder sowie einen uenneinsamen Verschlusskörper mit walzenförmigen Ver schlussschiebern unterschiedlichen Querschnitts und un terschiedlicher Länge besitzen,
von denen derjenige Ver schlussschieber mit grösserenn Querschnitt dem zentralen Durchlass zugeordnet ist und der andere in der antriebs- seitigen Kolbenstange angeordnet und mit gegenüber dem erstgenannten Verschlussschieber längerer wirksa mer Verschlussfläche und kleinerem Querschnitt verse hen und seine Stirnfläche als Betätigungskolben für beide Verschlussschieber ausgebildet ist, welcher Betätigungs kolben mit durch die antriebsseitige Kolbenstange zuge führtem Drucköl beaufschlagt wird.
In einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist die Feder als Druckfeder ausgebildet und in der abtriebsseitigen Kolbenstange untergebracht.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Feder als Zugfeder ausgebildet und in der antriebsseitigen Kolben stange untergebracht.
In einer anderen Ausgestaltung sind die beiden Verschlussschieber nicht starr miteinander verbunden, sondern über eine Gelenkverbindung an sich bekannter Art.
In einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegen standes ist die dem zentralen Kolbendurchlass zugeord nete Verschlussfläche des gemeinsamen Verschlusskörpers an ihrem Umfang mit einem ringförmigen Ventilsitz ausgebildet und die zentrale Kolbendurchlassöffnung ist mit einem korrespondierenden Ventilsitz versehen.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile werden nachfolgend anhand des in der Zeichnung veranschau lichten Ausführungsbeispieles erläutert.
In dem Arbeitszlinder 1 mit der Abflussöffnung '2 ist rechts ein Einsatz<B>3'</B> eingeschraubt, der eine EntlüftUngs- bohrung 4 besitzt und an seiner Stirnseite mit der Zuführungs;iffnung 5 für das Hydrauliköl versehen ist. Diese öffnun#-- sitzt ihrerseits in einem zylindrischen Einsatz 6.
Im Arbeitszylinder I gleitet der Arbeitskolben 7, der mit der abtriebsseitigen Kolbenstange 8 und der antriebs- seitigen Kolbenstange 9 eine bauliche Einheit bildet. Die Kolbenstange 8 ist bei 10 abgedichtet, während die Kolbenstange 9 im Dichtelement 1 1 gleitet. Der Abdicht- durchmesser bei 10 ist kleiner als der bei 11.
Die abtriebsseitige Kolbenstange 8 enthält hier eine Feder I?. Diese stützt sich gegen einen hantelförmigen Verschlusskörper 13 ab, welcher konzentrisch durch einen zentralen Kolbendurchlass 14 verläuft.
Der Kolben 7 besitzt im Übergang zu den Kolben stan2en Kränze von Durchlassöffnungen 15. Das linke Teil 16 des Verschlusskörpers 13 kann nach links in einer entsprechenden Bohrung der abtriebsseitigen Kolbenstan ge 8 gleiten.
Die rechte Kolbenstange 9 ist ausser bei 11 noch bei 17 abgedichtet. Sie ist ebenfalls hohl ausgebildet. Über diesen Hohlraum 18 wird das durch die Öffnung 5 zugeführte Drucköl zum Kolben hin geleitet. Der Quer schnitt der antriebsseitigen Kolbenstange in der Dichtung 17 stellt den Eilhubkolben dar. Das rechte Ende des Verschlusskörpers 13 bildet den Verschlussschieber 19 für den zentralen Durchlass 14 des Arbeitskolbens. Funktionseinheitlich mit dem Verschlussschieber 19 ar beitet der \'erschlussschieber 20 zusammen.
Letzterer stützt sich über eine Wälzfläche ? 1 am Verschlusskörper 13 ab. Um den Verschlussschieber 20 herum befindet sich ein Rin@,kanal '_2, der in mehrere sternförmig angeordnete axiale Kanäle 23 übcrgcht.
Wie ersichtlich, hat der Schieber 20 eine Verschluss- fläche, die länger ist als dicjeni,-Te des Verschlussschiebers 19, aber dieser _egeniiber kleineren Querschnitt besitzt. Die Arbeitsweise ist wie folgt: Wird durch die Zuführungsöffnung 5 Drucköl zuge führt, so wirkt dieses auf den Abdichtdurchmesser 17 als Eilgangkolben. Dadurch wird das gesamte System aus Kolbenstange B. .Arbeitskolben 7 und Kolbenstange 9 nach links verschoben, bis die Kolbenstange 8 am Arbeitswiderstand anliegt.
Bis dahin sind im wesentlichen nur die Reibungswiderstände der einzelnen Dichtungen zu überwinden. In der Zuführunasöffnttne 5 oder im Hohlraum 18 kann sich daher nur ein vergleichsweise kleiner Druck aufbauen.
Sobald die Kolbenstange 8 am Arbeitswiderstand anliegt, erhöht sich der Druck im Raum<B>18.</B> Von einem gewissen Wert an reicht dieser Druck aus, um, auf die Stirnseite 24 des Verschlussschiebers 20 wirkend, den gesamten Verschlusskörper 1 3 gegen die Kraft der Feder 12 nach links zubewegen.
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Im <SEP> Verlauf <SEP> dieses <SEP> Vorganges <SEP> schlisst <SEP> zunächst <SEP> der
<tb> Verschlussschieber <SEP> 19 <SEP> im <SEP> Eiilgriff <SEP> mit <SEP> dem <SEP> Kolbendurch lass <SEP> 14 <SEP> den <SEP> zentralen <SEP> Durchfluss <SEP> ab.
<SEP> Wenn <SEP> der <SEP> Ver schlussschieber <SEP> 19 <SEP> finit <SEP> dem <SEP> Durchlass <SEP> 14 <SEP> in <SEP> Eingriff
<tb> gekommen <SEP> ist, <SEP> ist <SEP> der <SEP> Verschlussschieber <SEP> 20 <SEP> soweit <SEP> nach
<tb> links <SEP> gewandert, <SEP> dass <SEP> ein <SEP> ü'berströrnweg <SEP> über <SEP> die <SEP> Kanäle
<tb> 22.und <SEP> '3 <SEP> freigegeben <SEP> wird. <SEP> Durch <SEP> diesen <SEP> Lberströmweg
<tb> hindurch <SEP> kann <SEP> nunmehr <SEP> Drucköl <SEP> vom <SEP> Raum <SEP> 18 <SEP> durch
<tb> die <SEP> Öffnungen <SEP> <B>15</B> <SEP> in <SEP> den <SEP> antriebsseitigen <SEP> Arbeitsraum <SEP> des
<tb> Arbeitszylinders <SEP> einströmen, <SEP> so <SEP> dass <SEP> der <SEP> Hvdraulikdruck
<tb> dargestellt <SEP> auf <SEP> die <SEP> gesamte <SEP> Fläche <SEP> des <SEP> Arbeitskolbens <SEP> 7
<tb> wirken <SEP> kann.
<SEP> Der <SEP> Üvdraulikdruck <SEP> wirkt <SEP> dabei <SEP> auch <SEP> auf
<tb> die <SEP> rechte <SEP> Stirnseite <SEP> des <SEP> Verschlussschiebers <SEP> 19 <SEP> und
<tb> drückt <SEP> diesen <SEP> fest <SEP> in <SEP> seinen <SEP> Ventilsitz. <SEP> In <SEP> vorteilhafter
<tb> \us_=estaltun\_ <SEP> besitzt <SEP> dazu <SEP> der <SEP> Verschlussschieber <SEP> 19
<tb> einen <SEP> @'erschltissrinL, <SEP> grösseren <SEP> Durchmessers. <SEP> Dieser
<tb> wirkt <SEP> zusammen <SEP> mindern <SEP> rechten <SEP> Stirnrand <SEP> des <SEP> Kolben durchlasses <SEP> 14 <SEP> als <SEP> Ventilsitz <SEP> nach <SEP> Art <SEP> eines <SEP> Tellerventils.
<tb> Wie <SEP> ULIS <SEP> vorstehendem <SEP> weiter <SEP> ersichtlich. <SEP> wirkt <SEP> der
<tb> Schieber <SEP> 20 <SEP> als <SEP> ZLischalt%;
entll <SEP> und <SEP> schaltet <SEP> den <SEP> Durch fluss <SEP> des <SEP> Hydraulikolcs <SEP> zum <SEP> antriebsseitigen <SEP> Raum <SEP> des
<tb> Zylinders <SEP> 1. <SEP> Wie <SEP> weiter <SEP> ersichtlich, <SEP> liegt <SEP> der <SEP> Öffnun-s druck <SEP> der <SEP> Teile <SEP> _'0, <SEP> ?'- <SEP> Lind <SEP> ?3 <SEP> über <SEP> dem <SEP> Schliessdruck
<tb> der <SEP> Teile <SEP> 14 <SEP> und <SEP> 19, <SEP> denn <SEP> diese <SEP> sind <SEP> int <SEP> Eingriff <SEP> bevor
<tb> die <SEP> Teile <SEP> @(1. <SEP> -'1- <SEP> und <SEP> ? <SEP> den <SEP> We<U>ls</U> <SEP> freigeben. Die Wälzverbindung mit dem Körper 21 ist nicht unbedingt erforderlich. Die Teile 1 3 und 20 können auch aus einem Stück bestehen.
Die gewählte Wälzverbindung hat aber den Vorteil, etwaige Fertigungsungenauigkeiten auszugleichen und somit fertigungstechnisch vorteilhafter zu sein.
Nach Beendigung des Krafthubes wird die Hvdraulik- ölzuführungsleitung@zum schnellen Kolbenrückschub an die Anschlussöffnung 2 angeschlossen. Die Öffnung 5 wird tnit dem Abölbehält,:r verbunden. Weil jetzt der Raum 18 drucklos ist, drückt die Feder 12 den Ver- schlusskörner 13 nach rechts und bffnet dadurch wie der den freien Verbindun!2swe,-, von der einen Kolben seite zur andren.
Gleichzeitig acht der \7crschltissschie- ber 20 in Schliessstellung zurück. Die Arbeitsräume zu beiden Seiten des Arbeitskolbens 7 sind damit bis auf die ZufÜhrtingsüffi7Ung 2 abgeschlossen. Wie oben erwähnt, ist nun die Kolbenstange e iin Abdichtdurchmcsser kleiner als die Kolbenstange 1). Durch den Druck des bei 2 zugeführten Hydrauliköles wird demgemäss das ganze System nach rechts verschoben, wobei die Differenz des Querschnittes der Kolbentangen als Kolbenfläche wirkt.
Je geringer diese Differenz ist, um so schneller erfolgt bei gegebenem liydraulikdruck der Rückschub des Systems. <B>J</B> ..
Eine Grenze ist lediglich durch die Summe der Rcibun-s- widerstände gegeben, mit denen das Svstem notwendi-er- weise infolge der Dichtungen usw. behaftet ist.
Im Ausführungsbeispiel wird der nach rechts wirken de Druck auf die Teile 13 und 20 durch die in der abtriebsseitigen Kolbenstange 8 untergebrachte Druckfe der 12 ausgeübt. Dies hat den Vorteil, erforderlichenfalls eine relativ starke Feder wählen zu können. Auch ist der Funktionsablauf übersichtlich. Es ist jedoch leicht einzu sehen, dass der Gegendruck auch durch eine im Raum 18 der rechten Kolbenstange untergebrachte Zugfeder aus geübt werden könnte, die einerseits ortsfest arn Teil 6 und andererseits am Schieber 20 angreift. Die Gelenkver bindung<B><U>'</U></B>1 mass in diesem Fall selbstverständlich auf Zug beanspruchbar ausgebildet sein.
Die Verwendung dieser Zugfeder hat den Vorteil, dass zur Auswechslung der Feder für eine Änderung der Charakteristik des Systems ein an der Spitze der Kolbenstange 8 aniyebracll- tes Werkzeug nicht abgenommen zu werden braucht. denn die Kolbenstange 8 kann in diesem Fall aus Vollmaterial bestehen. Allerdings ist man jetzt mit der Stärke der Federkraft nach oben stärker begrenzt.
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Die <SEP> einander <SEP> zugewendeten <SEP> ringförmigen <SEP> Ventilsitze
<tb> an <SEP> den <SEP> Teilen <SEP> 14 <SEP> Lind <SEP> 19 <SEP> sind <SEP> systemgemäss <SEP> nicht
<tb> notwendig. <SEP> Ihre <SEP> Verwendung <SEP> ermöglicht <SEP> jedoch <SEP> auf <SEP> ein fachste <SEP> Weise <SEP> einen <SEP> besonders <SEP> dichten <SEP> Verschluss <SEP> der
<tb> Durchströ <SEP> möffnung <SEP> 14, <SEP> die <SEP> sonst <SEP> nur <SEP> durch <SEP> äusserste
<tb> Passgenauigkeit <SEP> der <SEP> sich <SEP> ineinanderscliiebendcn <SEP> Flächen
<tb> erzielt <SEP> werden <SEP> könnt.
<SEP> Der <SEP> Verschluss <SEP> wird <SEP> um <SEP> so
<tb> dichter, <SEP> je <SEP> stärker <SEP> der <SEP> HydratilikdrtIck <SEP> ist, <SEP> denn <SEP> dieser
<tb> drückt <SEP> den <SEP> Schieber <SEP> 19 <SEP> in <SEP> die <SEP> Öffnung <SEP> 14 <SEP> hinein.
<tb> Wie <SEP> ersichtlich, <SEP> spielt <SEP> sich <SEP> der <SEP> li_vdraulische <SEP> Steuer vorgang <SEP> innerhalb <SEP> des <SEP> Umrisses <SEP> der <SEP> ohnehin <SEP> erforderli chen <SEP> Kolbenstangen <SEP> ab. <SEP> Dadurch <SEP> wird <SEP> eine <SEP> gcrin <SEP> @;
stmii@= liche <SEP> Abmessung <SEP> eines <SEP> derartigen <SEP> hvdrauiischen <SEP> Antrie bes <SEP> erzielt. <SEP> Die <SEP> wesentlichen <SEP> Teile <SEP> bestehen <SEP> aus <SEP> Drchtci len. <SEP> Die <SEP> Umschaltcharakteristik <SEP> lässt <SEP> sich <SEP> ändern, <SEP> indem
<tb> nur <SEP> die <SEP> Feder <SEP> I' <SEP> auszuwechseln <SEP> ist. <SEP> Der <SEP> V <SEP> er@ch@usskür per <SEP> 20 <SEP> Lind <SEP> die <SEP> Führung, <SEP> in <SEP> der <SEP> <I>er</I> <SEP> deitet, <SEP> bildet
<tb> zusammen <SEP> mit <SEP> der <SEP> Feder <SEP> I' <SEP> das <SEP> Zuschalt@entil.
<SEP> Die
<tb> Hysterese <SEP> des <SEP> Zuschaltventils <SEP> ist <SEP> hier <SEP> dadurch <SEP> gegeben,
<tb> dass <SEP> der <SEP> Hydraulikdruck <SEP> im <SEP> Raum <SEP> 11 <SEP> zunächst <SEP> nur <SEP> auf
<tb> die <SEP> Stirnseite <SEP> 24 <SEP> des <SEP> Kiirpers <SEP> 20 <SEP> wirkt, <SEP> nach <SEP> Freigab; <SEP> der Überströmkanäle 23 jedoch auf den gesamten Durchmes ser des Körpers 19.