CH665007A5 - Hydraulischer zylinder mit kraftmultiplikation. - Google Patents

Hydraulischer zylinder mit kraftmultiplikation. Download PDF

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Description

BESCHREIBUNG
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein hydraulischer Zylinder mit Kraftmultiplikation.
Es werden vielerorts hydraulische Zylinder gebraucht, bei denen es auf einen schnellen Hub mit geringer Kraft und anschliessend einen kurzem, langsamen Hub mit grosser Kraft ankommt. Bei Schraubstöcken, Fertigungsmaschinen und Pressen, im Tiefbau bei Ramm- und Ziehgeräten werden Hydraulikzylinder mit hydraulischer Übersetzung eingesetzt. Solche Zylinder sind kompakter und leichter als einstufige Hydraulikzylinder mit gleicher Wirkkraft.
Es sind Lösungen bekannt, welche aus zwei Kolben und drei Druckkammern bestehen, und wo die Kolben nacheinander angeordnet sind (GB-PS 1 600 733 ; GB-PS 1 420 389; US-PS 4 011 724; DE-OS 3 119 307 AI). Diese Bauart verlangt zwischen beiden Kolben eine Trennwand. Die Kolben bewegen sich beim Arbeitsvorgang, z.B. einem Klemmvorgang, in gleicher Richtung. Dies hat zur Folge, dass die Zylinderlänge um die Trennwandstärke grösser sein muss. Sobald der Primärkolben auf seinem Weg keinen Widerstand trifft, gelangt er an den Zylinderdeckel, der Übersetzungsvorgang wird eingeleitet, und der Deckel wird abgerissen oder muss entsprechend stark ausgelegt werden, was sich als Zuwachs der Abmessungen und des Gewichtes auswirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen. Dies wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des unabhängigen Anspruches 1 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus der beiliegenden Zeichnung.
Im Zylinder 1 sind ein einstufiger Primärkolben 2 sowie ein zweistufiger Sekundärkolben 3 angeordnet, wobei eine mit dem Primärkolben 2 verbundene Kolbenstange 4 den Sekundärkolben 3 durchsetzt. Der Primärkolben 2 weist eine umlaufende Nut 5 mit einem darin vorgesehenen Dichtungsring 6 auf. Der Sekundärkolben umfasst die die beiden Stufen bildenden Teile 7 und 8, welche einen voneinander verschiedenen Durchmesser aufweisen. Am äusseren Umfang des Sekundärkolbens 3 sind im Teil 7 und im Teil 8 je eine umlaufende Nut 9 und 10 mit darin angebrachten Dichtungen 11 und 12 vorgesehen. In der im Teil 8 des Sekundärkolbens 3 vorgesehenen Bohrung 13 zur Durchführung der Kolbenstange ist ebenfalls eine umlaufende Nut 14 mit einer darin angebrachten Dichtung 15 vorgesehen. Der Zylinder 1 wird auf der Seite des Sekundärkolbens 3 durch einen Zylinderdeckel 16 abgeschlossen, durch welchen die Kolbenstange 4 geführt wird. In der Bohrung 17 des Zylinderdeckels ist eine umlaufende Nut 18 mit einer darin angebrachten Dichtung 19 vorgesehen. Integriert in einem Ansatz 20 am Zylinder sind ein durch eine erste, schwache Feder 21 beaufschlagter erster Absperrkolben 22 sowie ein durch eine zweite, starke Feder 23 beaufschlagter zweiter Absperrkolben 24 vorgesehen. Sowohl der erste als auch der zweite Absperrkolben ist zweistufig ausgebildet, wobei jeweils ein Teil 25 resp. 26 mit grösserem Durchmesser und ein Teil 27 resp. 28 mit kleinerem Durchmesser vorgesehen sind. Mit den Teilen 27 und 28 mit kleinerem Durchmesser ist je eine Kolbenstange 29 resp. 30 verbunden, welche je in eine den Absperrkolben gegenüberliegende Kammer 31 resp.
32 führen. In den Kammern 31 und 32 sind Öffnungskolben
33 und 34 vorgesehen. Eine Zuleitung 35 für das Druckmedium führt in die Kammer 31 in den Bereich zwischen Kolbenstange 29 und Stirnfläche des Öffnungskolbens 33, wobei die beiden Kammern 31 und 32 durch eine Leitung 36 verbunden sind. Die den vorderen Teil 27 des ersten Absperrkolbens 22 umgebende Kammer 37 ist über eine Leitung 38 mit einer ersten Druckkammer 39 zwischen Primärkolben und Zylinderwand verbunden. Von der Leitung 38 führt eine Zweigleitung 40 in eine Stufenkammer 41 zwischen dem Teil 7 des Sekundärkolbens 3 und der Innenwandung des Zylinders 1. Diese Stufenkammer 41 wird seitlich durch einen Absatz 42 am äussern Umfang des Sekundärkolbens 3 und durch einen Absatz 43 an der Innenwandung des Zylinders 1 begrenzt. Die den vorderen Teil 28 des zweiten Absperrkolbens 24 umgebende Kammer ist über eine Leitung 44 für das Druckmedium mit einer zweiten Druckkammer 45 zwischen der dem Zylinderdeckel gegenüberliegenden Begrenzungsfläche 46 des Sekundärkolbens und des Zylinderdeckels verbunden. Die Kammer 47 zwischen Primär- und Sekundärkolben ist über eine Leitung 48 mit den Kammern auf der gemäss der Fig. rechten Seite der Öffnungskolben 33 und 34 verbunden.
Im folgenden wird die Funktion des hydraulischen Zylinders beschrieben:
Sobald in der Zuleitung 35 der Druck sich so erhöht, dass der erste Absperrkolben 22, welcher mit der schwächeren Feder 21 beaufschlagt ist, abhebt, fliesst das Druckmedium in die erste Druckkammer 39 hinter dem Primärkolben 2 und bewegt diesen nach vorn. Das geschieht so lange, bis der Primärkolben 2 auf einen Widerstand stösst. In diesem Moment öffnet der zweite Absperrkolben 24, und der erste schliesst. Das Druckmedium fliesst jetzt in die zweite Druckkammer 45 am Zylinderdeckel 16, und die Querschnittfläche 46 mit grösserem Durchmesser des zweistufigen Sekundärkolbens 3 wird mit Druck beaufschlagt. Der Sekundärkolben 3 setzt sich in Bewegung, und dabei wird das sich zwischen den Stufen 42 und 43 des Sekundärkolbens und des Zylinders befindliche Druckmedium aus der Stufenkammer 41 in die erste Druckkammer 39 hinter dem Primärkolben 2 gedrückt. Der Primärkolben 2 mit der Querschnittfläche 43 bewegt sich nach vorn mit einer dem Flächenverhältnis (Fläche 49/Fläche 42) entsprechend reduzierten Geschwindigkeit und erhöhter Kraft. Sobald der gewünschte Druck in der Zuleitung 35 erreicht wird, ist der durch die Kolbenstange 4 ausgeübte Arbeitsvorgang, beispielsweise ein Klemmvorgang, beendet, der zweite Absperrkolben 24 schliesst gleichfalls, und von jetzt an wirken beide Absperrkolben als Sicherheitsventile.
Bei den beschriebenen Bewegungen des Primär- und Sekundärkolbens wird das Druckmedium aus der drucklosen
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Kammer 47 über die Leitung 48 in einen nicht dargestellten Falls der Primärkolben 2 auf seinem Weg nach vorne auf
Behälter befördert. keinen Widerstand trifft, bewegt er sich so lange, bis er die
Beim Öffnen wird die Leitung 48 mit Druck beaufschlagt. Öffnung der Leitung 48 in der Kammer 47 zudeckt. Der
Beide Öffnungskolben 33 und 34 entsperren die Absperr- Sekundärkolben 2 kann sich auch nicht bewegen, da der kolben 22 und 24, der Primär- und der Sekundärkolben 2 und 5 Abfluss gesperrt ist. Wenn der Schnellhub lang wird, und der
3 werden auseinander geschoben und erlangen die Ausgangs- Umschaltvorgang kurz vor der Öffnung der Leitung 48 ein-
stellung. Aus den drucklosen Kammern 39,41 und 45 gelangt setzt, treffen beide Kolben 2 und 3 aufeinander. In beiden das Druckmedium über die geöffneten Absperrkolben 22 Fällen ergeben sich keine Zylinderschäden, und es müssen und 24 und die Leitung 35 in den nicht dargestellten Behälter, keine grossen Kräfte aufgefangen werden.
1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

665 007 PATENTANSPRÜCHE
1. Hydraulischer Zylinder mit Kraftmultiplikation, gekennzeichnet durch einen einstufigen Primärkolben und einen zweistufigen Sekundärkolben, wobei die Kolbenstange des Primärkolbens den Sekundärkolben durchsetzt.
2. Zylinder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zylinderinnenwand eine Stufe ausgebildet ist, wodurch zwischen Zylinderinnenwand und Aussen wand des zweistufigen Sekundärkolbens eine Stufenkammer gebildet wird.
3. Zylinder nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufenkammer mit einer zwischen Primärkolben und Zylinder gebildeten ersten Druckkammer über eine Leitung für ein Druckmedium kommuniziert.
4. Zylinder nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung für das Druckmedium über ein erstes Absperrventil mit der ersten Druckkammer und über ein zweites Absperrventil mit einer zwischen Sekundärkolben und Zylinder gebildeten zweiten Druckkammer verbunden ist.
CH2357/84A 1984-05-11 1984-05-11 Hydraulischer zylinder mit kraftmultiplikation. CH665007A5 (de)

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