paarweise miteinander durch Schleppkupplungen verkettet.
Diese Schleppkupplungen werden durch je einen Kupplungs bolzen, 291, 241, 221, 211 bzw. 291', 241', 221', 211' auf der linken Seite eines Kolbens 29, 24, 22, 21 bzw. 29', 24', 22', 21' und durch einen Zylinderansatz 240, 220, 210, 200 bzw.
240', 220', 210', 200' auf der rechten Seite des jeweils links benachbarten Kolbens 24, 22, 21, 20 bzw. 24', 22', 21', 20' gebildet, wobei jeweils ein Endkopf des Kupplungsbolzens im Innenraum des zugeordneten Zylinderansatzes zwei voneinander um eine vorbestimmte Axialdistanz entfernte Relativ Stellungen einnehmen kann, nämlich eine Schliesstellung, in welcher die linke Seite des Kupplungsbolzenkopfes an der rechten Seite des nächsten Kolbens ansteht und eine Offenstellung, in welcher die rechte Seite des Kupplungsbolzenkopfes an der linken Bodenseite des zugeordneten Zylinderansatzes ansteht. Die Axialdistanzen zwischen der Schliesstellung und der Offenstellung zweier benachbarter und durch eine beschriebene Schleppkupplung verketteter Kolben sind jeweils Vilefache einer Einheitslänge I.
So lässt sich gemäss Fig. 1 der Kolben 24 bzw. 24' relativ zum Kolben 29 bzw. 29' über eine Länge vom Wert 4 Iverschieben. Der Kolben 22 bzw. 22' lässt sich relativ zum Kolben 24 bzw. 24' um eine Länge vom Wert 2 1 verschieben und der Kolben 21 bzw. 21 lässt sich relativ zum Kolben 22 bzw. 22 um eine Länge 1.1 verschieben. Der relative Verschiebungsweg zwischen den Kolben 20 bzw. 20' und 21 bzw. 22' ist gemäss Fig. 1 der Zeichnung kürzer als eine Einheitslänge 1 1, weil dieser Kolben 20, 20 nicht als Verstellkolben für die Arbeitsstangen 2, 2', sondern nur als Stossdämpfer dienen.
Die Zwischenräume 10 zwischen den Kolben 20 21, 11 zwischen dem Kolben 21 und 22, 12 zwischen dem Kolben 22 und 24, 14 zwischen dem Kolben 24 und 29 und 19 zwischen dem Kolben 29 und dem Abschlussdeckel 18 des Zylinders 1 sind ebenso wie die entsprechenden Zwischenräume 10', 11',
12', 14' und 19' im Zylinder 1' durch je eine zugeordnete Anschlussöffnung 30, 31, 32, 34, 39 bzw. 30', 31', 32', 34', 39' in der betreffenden Zylinderwand 1 bzw. 1' mit Anschlussleitungen verbunden.
Aus dem Zwischenraum zwischen der linken Seite des Kolbens 20 bzw. 20' und der rechten Seite des benachbarten Zylinderkolbens führt ein Entlüftungsloch 100 bzw. 100' ins Freie. Die Anschlussleitungen zu den Öffnungen 30 bzw. 30' enthalten je eine Drosselblende 300 bzw. 300' und sind an die Druckleitung 41 einer Hydraulikpumpe 4 angeschlossen, deren Rücklaufleitung mit 40 bezeichnet ist. Die Anschlussleitungen zu den Anschlussöffnungen 31, 32, 34 des Zylinders 1 bzw.
31', 32', 34', des Zylinders 1' sind je über ein zugeordnetes steuerbares Umschaltventil 61, 62, 64 bzw. 61', 62', 64' je nach dem Betriebszustand des betreffenden Umschaltventiles entweder mit der Druckleitung 41 oder mit der Rücklaufleitung 40 der Hydraulikpumpe 4 verbunden. Gemäss Fig. 1 sind die Anschlussöffnungen 31, 32, 34 des Zylinders 1 mit der Druckleitung 41 verbunden, und die Anschlussöffnungen 31',
32', 34' des Zylinders 1' sind mit der Rücklaufleitung 40 ver bunden.
Derartige Umschaltventile sind in mancherlei Ausführungsformen bekannt und können, beispielsweise mechanisch durch Steuernocken oder pneumatisch durch Druckluftsignale oder elektromagnetisch durch Steuerströme, gegen Rückstellkräfte aus dem einen in den anderen Betriebszustand umgesteuert werden. Für bestimmte Funktionsabläufe können die jeweiligen Zustandskombinationen der Umschaltventile mit Hilfe von entsprechenden Steuersignale erzeugenden Programmge bern vorprogrammiert werden.
Die Anschlussöffnungen 39 bzw.39' der Zylinder 1 bzw. 1' sind dauernd über zeitverzögernd und drosselnd wirkende
Verbindungsvorrichtungen 5 bzw. 5' mit der Druckleitung 41 verbunden. Ein Ausführungsbeispiel derartiger Verbindungs
Beispielsweise die CH-Patentschrift Nr. 453 907 beschreibt eine hydraulisch betätigte Digitalverstelleinrichtung zum Einstellen einer Arbeitsstange in jede von einer Mehrzahl vorbestimmter Arbeitsstellungen, umfassend eine Mehrzahl von durch Schleppkupplungen gegenseitig zu einer Kolbenkette im Innern eines Zylinders verbundenen Kolben, deren jeder in Abhängigkeit davon, ob im Zwischenraum zu einem benachbarten Kolben der höhere oder der niedere von zwei verschiedenen Druckzuständen angesteuert ist,
entweder vom betreffenden Nachbarkolben eine vorbestimmte Arbeitsentfernung hat oder daran unter Wirkung einer konstant auf einen mit der Arbeitsstange verbundenen Arbeitskolben einwirkenden Rückstellkraft anliegt.
Es hat sich bei bekannten Einrichtungen dieser Art gezeigt, dass bei der Anwendung hoher Arbeitsdrücke (200-300 atü) der Hydraulikflüssigkeit und entsprechend hoher Verstellgeschwindigkeiten der Arbeitsstange, beim Beschleunigen aus einer momentanen Arbeitsstellung und beim Abbremsen bei der Erreichung einer neuen Arbeitsstellung materialschädigende und lärmerzeugende Stösse verursacht werden.
Ausserdem ergeben sich beim Wechsel von Zustandskombinationen der unter Arbeitsdruck stehenden und der unbelasteten Kolben der Kolbenkette oft schädliche Hin- und Herbewegungen der Arbeitsstange. Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Dämpfung der schädlichen Stösse und die Vermeidung schädlicher Störbewegungen der Kolbenstange.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass der Zylinderraum zwischen dem Arbeitskolben und dem von der Arbeitsstange durchsetzten Zylinderdeckel mit der Druckleitung über eine zeitverzögernd und drosselnd wirkende Verbindungsvorrichtung verbunden ist.
Vorzugsweise enthält die zeitverzögernd und drosselnd wirkende Verbindungsvorrichtung in einem Zylinder einen von zwei symmetrisch daran angebauten, federbelasteten Steuerkolben elastisch in einer Sperrlage gehaltenen Schieber, der in dieser Sperrlage den Flüssigkeitsdurchtritt zwischen zwei Anschlussöffnungen sperrt und bei asymmetrischer Beaufschlagung der beiden Steuerkolben, bewirkt durch Zuleitung bzw. Ableitung von Flüssigkeit über je eine Nebenschlussverbindung von einer Haupt-Anschlussöffnung zu einer Nebenanschlussöffnung auf der Aussenseite eines der Steuerkolben nach einer vorbestimmten Verzögerungszeit den Flüssigkeitsdurchtritt zwischen den Anschlussöffnungen in vorbestimmtem Mass freigibt.
Ausserdem ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Zwischenraum zwischen dem am weitesten von dem mit der Arbeitsstange verbundenen Kolben entfernten Kolben der Kolbenkette und dem benachbarten Kolben dauernd über eine drosselnd wirkende Leitung mit der Druckleitung verbunden ist und dass dieser Kolben auf seiner andern Seite an einem mit einer Entlüftungsöffnung versehenen Zylinderboden anliegt.
In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und ein Beispiel eines Arbeitsdiagramms dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei Zylinder mit eingebauter Kolbenkette, und in schematischer Darstellungsweise, die Steuervorrichtung dazu.
Fig. 2 in grösserem Abbildungsmasstab einen Längsschnitt durch eine zeitverzögernd und drosselnd wirkende Verbindungsvorrichtung und dessen Verbindung mit einem Zylinder gemäss Fig. 1.
Fig. 3 ein Beispiel eines Orts-Zeitdiagrammes der Arbeitsstange 1 von Fig. 1.
Gemäss Fig. 1 enthalten die beiden Zylinder 1 bzw. 1' in ihren geraden Bohrungen je eine Mehrzahl von Kolben 20, 21,
22, 24, 29 bzw. 20', 21', 22', 24', 29'. Diese Kolben sind vorrichtungen und dessen Wirkungsweise werden später anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Vorläufig sei nur festgehalten, dass die Zwischenräume 19 bzw. 19' zwischen den Kolben 29 bzw. 29' und den benachbarten Abschlussdeckeln 18 bzw.
18' der Zylinder 1 bzw. 1' dauernd annähernd unter dem vollen Druck der Druckleitung 41 stehen. Die Arbeitsstangen 2 bzw. 2', welche mit den Arbeitskolben 29 bzw. 29' starr verbunden sind und die Abschlussdeckel 18 bzw. 18' der Zylinder 1 bzw. 1' flüssigkeitsdicht durchsetzen, haben aber so gross gewählte Durchmesser, dass die vom Arbeitsdruck auf die verbleibenden rechtsseitigen Ringflächen der Arbeitskolben 29, 29' ausgeübten Verschiebungskräfte nach links nur halb so gross sind wie die von demselben Flüssigkeitsdruck auf die linken Seiten der Kolben 29 bzw. 29' ausgeübten Verschiebungskräfte nach rechts.
Es ist leicht einzusehen, dass die Arbeitsstangen 2 bzw. 2' je nach der Zustandskombination der steuerbaren Umschaltventile relativ zu einer für den Zylinder 1' dargestellten Grundstellung folgende Arbeitsstellungen einnehmen können:
Umschaltventile: 61 62 64 Stellung der
61/ 62/ 64/ Arbeits
Gewicht:
1 2 4. stangen
2, 2'
Ruhestellung (Stange 2') 0 0 0 0
1 0 0 0+1 1
0 = Ruhezustand 0 1 0 0+21
1 = ArbeitszustandderUmschalt- 1 1 0 0+3 1 ventile 0 0 1 0+41
1 0 1 0+5.1
0 1 1 0+61
Arbeitsstellung (Stange 2) 1 1 1 0 + 4. 1
Bei jeder Rückstellung der Arbeitsstange in die in Fig. 1 unten für die Arbeitsstange 2' gezeichnete Grundstellung nehmen die dauernd unter dem Arbeitsdruck der Leitung 41 stehenden Zwischenräume 10 bzw. 10' bzw. die daran angeschlossenen Drosselblenden 300, 300' zur Druckleitung den Anschlagstoss als Stossdämpfer auf.
Ebenso wirken diese Zwischenräume 10 bzw. 10' beim Erreichen der vollen Offenstellung nach Fig. 1 oben durch den Kolben 29 oder von links davon angeordneten Kolben als Stossdämpfer zur Aufnahme des Endstosses. Es hebt sich dabei jeweils der Kolben 20 bzw.
20' kurzzeitig ein wenig vom Zylinderboden mit der Öffnung 100 bzw. 100' ab und verdrängt dabei Flüssigkeit aus dem Raum 10 bzw. 10'.
Zur Erläuterung von Bau- und Wirkungsweise der zeitverzögernden Vorrichtungen 5 wird auf Fig. 2 verwiesen. Im Innenraum des Zylinders 50 wird ein Schieber 51, der mit zwei beidseits davon angeordneten Steuerkolben 52, 55 starr verbunden ist, durch vorgespannte Federn 520 bzw. 530 federelastisch in der gezeichneten Sperrlage gehalten, so dass er den Flüssigkeitsdurchtritt von der Hauptanschlussblende 54 zur Hauptanschlussblende 55 und umgekehrt sperrt. Auf der Aussenseite jedes Steuerkolbens 52 bzw. 52' ist eine Nebenanschlussblende 521 bzw. 531 in der Zylinderwand 50 enthalten.
Die Anschlussblenden 54 und 521 sind an die Verbindungsöff nung 39 zum Raum 19 des Zylinders 1 angeschlossen, während die Anschlussblenden 55 und 531 mit der Druckleitung 41 verbunden sind.
Jede der Arbeitsstange 2 bzw. dem Kolben 29 aufgezwungene Verstellbewegung bewirkt eine Vergrösserung bzw. eine Verkleinerung des Raumes 19. In der ersten Bewegungsphase des Kolbens 29 kann jeweils nur Flüssigkeit über die Nebenanschlussblende 521 in den Raum links vom Steuerkolben 52 verdrängt bzw. daraus nachgesagt werden. Dies bewirkt eine asymmetrische Krafteinwirkung auf den Schieber 51 nach rechts bzw. nach links, wobei die Schieberschlitze 510 progressiv den Durchgang zwischen den Hauptanschlussblenden 54 und 55 frei geben. Die Zeitverzögerung bis zur entsprechen den Verstellung des Schiebers 51 ist um so grösser, je grösser die Drosselwirkung der Anschlussblende 521 und 531 ist.
Die Drosselwirkungen der Hauptanschlussblenden 54 und
55 sind geringer als diejenigen der Neben-Anschlussblenden
521 und 531 und bestimmen die sich bei der Verstellbewegung der Stange 2 bzw. des Kolbens 29 einstellende Maximalge schwindigkeit.
Im Zeitdiagramm gemäss Fig. 3 sind auf der Ordinatenachse
L die möglichen stationären Relativstellungen des Kolbens 29 bzw. der Stange 2 zur Grundstellung 0 in ganzzahligen Vielfa chen eines Verschiebungsschrittes leingetragen. In der Abzis senrichtung ist die laufende Zeit t eingetragen. Eine mögliche
Bewegungskurve L=f(t) entspricht der Annahme, dass im
Zeitmoment tl die Umschaltventile 61, 62, 64 von der
Zustandskombination 0, 0, 0 auf die Zustandskombination 1,
1, 1 und im Zeitmoment t2 auf die Zustandskombination 0,0,1 umgesteuert werden, um den Kolben 29 nacheinander von der
Ruhestellung 0 auf die volle Ausfahrstellung 71 = 1+21+41 und auf die mittlere Stellung 41 = 0+0+41zu verstellen.
Der Übergang vom Stillstand des Kolbens 29 auf seine volle
Verstellgeschwindigkeit dL/dt = C erfolgt jeweils mit der
Anfahrzeitverzögerung Ta und der Übergang von der vollen
Verstellgeschwindigkeit dL/dt= C auf Stillstand mit der
Brems-Zeitverzögerung Tb.