[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Sicherung der Bewegungsreihenfolge von
zumindest zwei in Reihe geschalteten fluidbetätigten Verdrängereinheiten, wobei eine
Primäreinheit zeitlich vor zumindest einer Sekundäreinheit bewegbar ist und wobei
die Sekundäreinheit als Hydraulikzylinder mit einer in einem Zylinderrohr aus- und
einfahrbaren Kolbenstange aufweist.
[0002] Eine gattungsgemäße Einrichtung ist aus der
DE 101 25 351 A1 bekannt, mit der die Ausfahrreihenfolge eines mehrstufigen Hubmastes eines beispielsweise
als Gabelstapler ausgebildeten Flurförderzeugs gesteuert werden kann.
[0003] Die
DE 10 2005 052 116 A1 offenbart ebenfalls eine gattungsgemäße Einrichtung mit der die Ausfahrreihenfolge
eines mehrstufigen Hubmastes eines Flurförderzeugs gesteuert werden kann.
[0004] Bei diesen Einrichtungen ist jeweils ein Primärzylinder einem Sekundärzylinder in
Reihe geschaltet. Bei der
DE 101 25 351 A1 ist ein zweiter Sekundärzylinder dem ersten Sekundärzylinder parallel geschaltet,
wobei dem zweiten Sekundärzylinder ein druckabhängig öffnendes Sperrventil vorgeschaltet
ist. Dadurch wird erzielt, dass erst bei dem Hubende des Primärzylinders das Sperrventil
durch den sich erhöhenden Druck in die Öffnungsstellung beaufschlagt wird, so dass
die Sekundärzylinder ausfahren.
[0005] Bei der
DE 10 2005 052 116 A1 ist der zweite Sekundärzylinder dem Primärzylinder nachgeschaltet, wobei der Primärzylinder
mit einem von der Kolbenstange des Primärzylinders gesteuerten Wegeventil versehen
ist, das erst beim Hubende des Primärzylinders eine Druckmittelverbindung zu dem zweiten
Sekundärzylinder freigibt, der an einen Anschluss im Zylinderkopf des Primärzylinders
angeschlossen ist. Hierdurch wird erzielt, dass erst nach Erreichen des Hubendes des
Primärzylinders die beiden Wirkflächen der Sekundärzylinder zur Verfügung stehen.
[0006] Mit einer derartigen Einrichtung kann somit ermöglicht werden, dass zuerst der Primärzylinder
ausfährt und bei Hubende des Primärzylinders anschließend die Sekundärzylinder ausfahren.
[0007] Bei einer hohen Viskosität des Druckmittels, beispielsweise bei niedrigen Öltemperaturen
und/oder einem hohen Druckmittelstrom kann es jedoch zu Betriebszuständen kommen,
bei denen auch bei abgesperrtem zweiten Sekundärzylinder an der Wirkfläche des ersten
Sekundärzylinders aufgrund der hydraulischen Widerstände ein derart hoher Druck ansteht,
dass der Sekundärzylinder zeitlich vor dem Primärzylinder ausfährt und es nicht zu
der gewünschten Ausfahrreihenfolge des Hubmastes und somit der gewünschten Bewegungsreihenfolge
der Verbraucher kommt.
[0008] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, die bei geringem Bauaufwand die gewünschte
Bewegungsreihenfolge der Verdrängereinheiten sicherstellt.
[0009] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Hydraulikzylinder einen
kolbenbodenseitigen Druckmittelraum aufweist, der mit einem Druckmitteleinlass für
den Hydraulikzylinder verbunden ist, und einen kolbenstangenseitigen Druckmittelraum
aufweist, wobei mittels einer Ventileinrichtung der Abfluss von Druckmittel aus dem
kolbenstangenseitigen Druckmittelraum steuerbar ist. Erfindungsgemäß ist somit der
Hydraulikzylinder der Sekundäreinheit mit einem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum
versehen, der mittels der Ventileinrichtung abgesperrt werden kann. Der kolbenstangenseitige
Druckmittelraum bildet somit eine abgesperrte und somit inkompressible Ölsäule, die
ein Ausfahren der Kolbenstange verhindert. Durch dieses Absperren des kolbenstangenseitigen
Druckmittelraumes mittels der Ventileinrichtung kann bei einer hohen Viskosität des
Druckmittels und/oder einem hohen Druckmittelstrom ein Ausfahren der Kolbenstange
des Hydraulikzylinders der Sekundäreinheit verhindert werden und somit die gewünschte
Bewegungsreihenfolge, bei der die Primäreinheit zeitlich vor der Sekundäreinheit betätigt
wird, sichergestellt werden.
[0010] Die Ventileinrichtung weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
eine Sperrstellung und eine Öffnungsstellung auf und ist in Abhängigkeit von einer
Druckdifferenz in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt, die an einer zwischen
dem Druckmitteleinlass des Hydraulikzylinders und einem Druckmitteleinlass der Primäreinheit
angeordneten Drosseleinrichtung auftritt. Die Ventileinrichtung wird somit in Abhängigkeit
von der Druckdifferenz einer Drosseleinrichtung von der Öffnungsstellung in die Sperrstellung
beaufschlagt. Bei einer hohen Viskosität und/oder einem hohen Druckmittelstrom tritt
an der Drosseleinrichtung eine hohe Druckdifferenz auf, mittels der die Ventileinrichtung
in die Sperrstellung beaufschlagt wird, in der der kolbenstangenseitige Druckmittelraum
des Hydraulikzylinders abgesperrt ist und somit ein Ausfahren der Kolbenstange des
Hydraulikzylinders der Sekundäreinheit verhindert wird. Die von einer Drosseleinrichtung
gesteuerte Ventileinrichtung bildet somit eine hydrodynamische Verriegelung des Hydraulkzylinders,
die bei geringem Bauaufwand ohne zusätzliche elektrische, elektronische oder mechanische
Sensoren und Aktuatoren die Bewegungsreihenfolge bei ungünstigen Ölviskositäten und/oder
Druckmittelströmen sicherstellt.
[0011] Zweckmäßigerweise ist die Ventileinrichtung mittels einer Feder in Richtung einer
Öffnungsstellung beaufschlagt. Hierdurch wird erzielt, dass bei an dem Endanschlag
befindlicher Primäreinheit, wobei an der Drosseleinrichtung keine Druckdifferenz ansteht,
die Ventileinrichtung in die Öffnungsstellung beaufschlagt wird, in der Druckmittel
aus dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum abströmen kann und somit der Hydraulikzylinder
der Sekundäreinheit ausfahren kann.
[0012] Besondere Vorteile ergeben sich, wen die Ventileinrichtung von dem dem Hydraulikzylinder
zuströmenden Druckmittelstrom in Richtung der Sperrstellung beaufschlagt ist. Die
Beaufschlagung der Ventileinrichtung in die Sperrstellung bei einer entsprechenden
an der Drosseleinrichtung anstehenden Druckdifferenz erfolgt somit durch den dem Hydraulikzylinder
zuströmenden Druckmittelstrom. Hierdurch ergibt sich ein geringer Bauaufwand, da für
die Betätigung der Ventileinrichtung keine Sekundärenergiequelle erforderlich ist.
[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Kolbenstange als
hohle Kolbenstange mit einer Axialausnehmung ausgebildet, die in einem einem Zylinderboden
zugewandten Bereich eine Einlassöffnung für den Hydraulikzylinder und in einem einem
Zylinderkopf zugewandten Bereich eine Auslassöffnung aufweist, die mit der Primäreinheit
verbunden ist, wobei die Kolbenstange mit einer Verbindungsöffnung versehen ist, die
den kolbenstangenseitigen Druckmittelraum mit der Axialausnehmung verbindet, wobei
die Ventileinrichtung als eine in der Axialausnehmung längsverschiebbar gelagerte
und die Verbindungsöffnung ansteuernde Schieberhülse ausgebildet ist, die mit einer
mit der Axialausnehmung in Verbindung stehenden Axialdurchbrechung versehen ist. Hierdurch
kann auf einfache Weise eine Reihenschaltung des Hydraulikzylinders der Sekundäreinheit
und der Primäreinheit gebildet werden, wobei mittels einer als Schieberhülse ausgebildeten
Ventileinrichtung die Verbindung des kolbenstangenseitigen Druckmittelraumes mit der
Axialausnehmung über die Verbindungsöffnung und somit der Abfluss von Druckmittel
aus dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum auf einfache Weise und mit geringem
Bauaufwand gesteuert werden kann.
[0014] Hinsichtlich eines geringen Bauaufwandes ergeben sich besondere Vorteile, wenn gemäß
einer Ausgestaltungsform der Erfindung die Schieberhülse zur Ansteuerung der Verbindungsöffnung
der Kolbenstange mit einem Verbindungskanal versehen ist, der mit der Axialdurchbrechung
in Verbindung steht. Mit einem in der Schieberhülse ausgebildeten Verbindungskanal,
der mit der Axialdurchbrechung und somit der Axialausnehmung der hohlen Kolbenstange
verbunden ist, kann auf einfache Weise die Verbindungsöffnung der Kolbenstange angesteuert
werden und somit die Verbindung des kolbenstangenseitigen Druckmittelraumes mit der
Axialausnehmung gesteuert werden.
[0015] Sofern der Verbindungskanal mittels einer Ringnut, insbesondere einer in der Schieberhülse
ausgebildeten Ringnut, mit der Verbindungsöffnung der Kolbenstange verbindbar ist,
kann die Öffnungsstellung und die Sperrstellung der von der Schieberhülse gebildeten
Ventileinrichtung auf einfache Weise durch die axiale Länge der Ringnut definiert
werden. Zudem kann mit einer derartigen Ringnut in jeder Drehposition der Schieberhülse
eine Verbindung des Verbindungskanals der Schieberhülse mit der Verbindungsöffnung
der Kolbenstange sichergestellt werden. Die Ringnut kann hierbei an der Innenseite
der Kolbenstange angeordnet werden. Eine am Außenumfang der Schieberhülse angeordnete
Ringnut ist jedoch auf einfache Weise herstellbar.
[0016] Zweckmäßigerweise ist die Schieberhülse mit einer in Richtung einer Öffnungsstellung
wirkenden Steuerfläche, die an einer dem Zylinderkopf zugewandten Stirnseite der Schieberhülse
ausgebildet ist, und einer in Richtung der Sperrstellung wirkenden Steuerfläche versehen,
die an einer dem Zylinderboden zugewandten Stirnseite der Schieberhülse ausgebildet
ist. Hierdurch ist die Schieberhülse auf einfache Weise von dem in den Hydraulikzylinder
einströmenden und somit dem der Sekundäreinheit sowie der Primäreinheit zuströmenden
Druckmittel in die Sperrstellung beaufschlagbar, wodurch die Verriegelung des Hydraulikzylinders
bei in der Sperrstellung befindlicher Schieberhülse ohne eine Sekundärenergiequelle
erzielbar ist.
[0017] Die Beaufschlagung der Schieberhülse in die Öffnungsstellung mittels der Feder kann
auf einfache Weise erzielt werden, wenn die Feder mit der in Richtung der Öffnungsstellung
wirkenden Steuerfläche der Schieberhülse in Wirkverbindung steht und an der Kolbenstange
abgestützt ist.
[0018] Sofern die Kolbenstange mit einem Anschlag für die Sperrstellung und/oder einem Anschlag
für die Öffnungsstellung der Schieberhülse versehen ist, kann die Schieberhülse auf
einfache Weise in der Axialausnehmung der Kolbenstange längsverschiebbar gelagert
und gehaltert sein.
[0019] Besondere Vorteile ergeben sich, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung in der Axialdurchbrechung der Schieberhülse die Drosseleinrichtung angeordnet
ist. Die von der Schieberhülse gebildete Ventileinrichtung und die Drosseleinrichtung
zur Steuerung der Schieberhülse sind somit in der hohlen Kobenstange des Hydraulikzylinders
angeordnet, wodurch ein geringer Bauaufwand erzielbar ist.
[0020] Sofern die Drosseleinrichtung gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung
als Leitungsbruchsicherung ausgebildet ist, kann eine weitere Verringerung des Bauaufwandes
erzielt werden, da eine aus Sicherheitsgründen erforderliche Leistungsbruchsicherung
weiterhin zur Steuerung der als Schieberhülse ausgebildeten Ventileinrichtung verwendet
wird.
[0021] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikzylinder mit
einer unteren Endlagendämpfungseinrichtung für die eingefahrene Kolbenstange versehen.
[0022] Ein geringer Bauaufwand hierfür ist erzielbar, wenn die untere Endlagendämfungseinrichtung
gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung einen unteren Endlagendämpfungsraum
aufweist, der von der Schieberhülse und dem Zylinderboden gebildet ist, wobei die
Schieberhülse mit einer Drosseleinrichtung zur Verbindung des unteren Endlagendämpfungsraums
mit der Axialdurchbrechung versehen ist.
[0023] Zweckmäßigerweise ist hierbei zwischen dem Zylinderboden und der Schieberhülse eine
Dichtfläche, insbesondere eine Kegelfläche, ausgebildet, wodurch sichergestellt ist,
dass der untere Endlagendämpfungsraum lediglich mittels der Drosseleinrichtung der
Schieberhülse mit der Axialausnehmung der Kolbenstange verbunden ist und somit ein
kontrolliertes Ausströmen des Druckmittels aus dem unteren Endlagendämpfungsraum über
die Drosseleinrichtung erzielt wird.
[0024] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Hydraulikzylinder weiterhin
mit einer oberen Endlagendämpfungseinrichtung für die ausgefahrene Kolbenstange versehen.
[0025] Ein geringer Bauaufwand für die obere Endlagendämpfungseinrichtung ist erzielbar,
wenn die obere Endlagendämpfungseinrichtung einen von dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum
gebildeten oberen Endlagendämpfungsraum aufweist, der mittels einer in der Kolbenstange
angeordneten und von der Verbindungsöffnung axial beabstandeten Drosseleinrichtung
sowie der in der Öffnungsstellung befindlichen Schieberhülse mit der Axialdurchbrechung
verbindbar ist.
[0026] Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Sicherung der Bewegungsreihenfolge kann grundsätzlich
bei jeder Kombination von als Hydraulikzylindern ausgebildeten Sekundäreinheiten und
Primäreinheiten in Reihenschaltung verwendet werden. Besonders bevorzugt ist jedoch
die Verwendung in einem mehrstufigen Hubmast, beispielsweise einem Duplexmast oder
einem Triplexmast, eines Flurförderzeugs, wobei die Primäreinheit als Freihubzylinder
ausgebildet ist, der einen Gabelträger betätigt, und die als Hydraulikzylinder ausgebildeten
Sekundäreinheiten einen ersten und/oder einen zweiten Ausfahrmast betätigen. Ein derartiges
Hubgerüst ist aus der
DE 10 2005 032 390 A1 bekannt.
[0027] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen
- Figur 1
- einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eines Hydraulikzylinders einer erfindungsgemäßen
Einrichtung in einer unteren Endstellung bei vollständig eingefahrener Kolbenstange,
- Figur 2
- den Zylinder der Figur 1 in einer verriegelten Stellung beim Betätigen der Primäreinheit,
- Figur 3
- den Zylinder der Figur 1 beim Ausfahren der Kolbenstange,
- Figur 4
- den Zylinder der Figur 1 in der oberen Endstellung bei vollständig ausgefahrener Kolbenstange,
- Figur 5
- den Zylinder der Figur 1 in einem Betriebszustand bei ansprechender Leitungsbruchsicherung,
- Figur 6
- einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform eines Hydraulikzylinders einer erfindungsgemäßen
Einrichtung beim Einfahren der Kolbenstange,
- Figur 7
- den Zylinder der Figur 6 bei Beginn der unteren Endlagendämpfung,
- Figur 8
- den Zylinder der Figur 6 in einer unteren Endstellung bei vollständig eingefahrener
Kolbenstange,
- Figur 9
- einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform eines Hydraulikzylinders einer erfindungsgemäßen
Einrichtung in einer unteren Endstellung bei vollständig eingefahrener Kolbenstange
und
- Figur 10
- den Zylinder der Figur 9 bei wirksamer oberer Endlagendämpfung.
[0028] Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Sicherung der Bewegungsreihenfolge ist in den
vorliegenden Ausführungsbeispielen für die Verwendung in einem Hubmast eines Flurförderzeugs
vorgesehen.
[0029] Die als Hydraulikzylinder 1 ausgebildete Sekundäreinheit weist ein Zylinderrohr 2
auf, in dem eine Kolbenstange 3 längsverschiebbar gelagert ist. Die Kolbenstange 3
ist in einem an dem Zylinderrohr 2 im oberen Bereich befestigten Zylinderkopf 4 geführt
und abgedichtet. Am unteren Bereich des Zylinderrohrs 2 ist ein Zylinderboden 5 befestigt.
Die Kolbenstange 3 ist im unteren Bereich mit einem Dichtungsträger 6 versehen, der
ein Dichtungspaket 7 trägt.
[0030] Die Kolbenstange 3 ist als hohle Kolbenstange ausgebildet und mit einer Axialausnehmung
8 versehen, die im unteren Bereich eine Einlassöffnung 9 für Druckmittel bildet. Der
Zylinderboden 5 ist hierzu mit einem Druckmitteleinlass 10 versehen, der beispielsweise
mit einer Druckmittelquelle verbunden ist. Am oberen Ende bildet die Axialausnehmung
8 der Kolbenstange 3 eine Auslassöffnung 11, an die eine weitere Sekundäreinheit oder
eine Primäreinheit angeschlossen werden kann. Die Auslassöffnung 11 bildet somit gleichzeitig
den Druckmitteleinlass für die Primäreinheit.
[0031] Der Hydraulikzylinder 1 weist einen kolbenbodenseitigen Druckmittelraum A auf, der
von dem Zylinderboden 5 und dem Dichtungsträger 6 der Kolbenstange 3 begrenzt ist.
Ein kolbenstangenseitiger, als Ringraum ausgebildeter Druckmittelraum B des Hydraulikzylinders
1 ist von dem Zylinderkopf 4, der Kolbenstange 3 und dem Dichtungsträger 6 begrenzt.
[0032] Der Dichtungsträger 6 ist hierbei als rohrförmige Hülse ausgebildet und in der Axialausnehmung
8 der Kolbenstange 3 befestigt, beispielsweise eingeschraubt. Zur Verbindung des Druckmittelraumes
B mit der Axialausnehmung 8 ist die Kolbenstange 2 und der Dichtungsträger 6 mit einer
von Radialbohrungen 12, 13 gebildeten Verbindungsöffnung 14 versehen. Erfindungsgemäß
ist die Verbindung des Druckmittelraumes B mit der Axialausnehmung 8 mittels einer
Ventileinrichtung 15 steuerbar, die als eine in der Axialausnehmung 8 längsverschiebbar
angeordnete Schieberhülse 16 ausgebildet ist. Die Schieberhülse 16 ist hierbei in
dem Dichtungsträger 6 und der Kolbenstange 3 längsverschiebbar angeordnet. Die Schieberhülse
16 ist mit einer Axialdurchbrechung 17 versehen, die mit der Axialausnehmung 8 der
Kolbenstange 3 verbunden ist und einen Druckmittelstrom von der Einlassöffnung 9 zur
Auslassöffnung 11 ermöglicht.
[0033] Die Schieberhülse 16 weist zur Ansteuerung der Verbindungsöffnung 14 einen von einer
Radialbohrung 19 gebildete Verbindungskanal 18 auf, der mit der Axialdurchbrechung
17 in Verbindung steht. Am Außenumfang der Schieberhülse 16 ist hierbei eine mit dem
Verbindungskanal 18 in Verbindung stehenden Ringnut 20 ausgebildet.
[0034] Die in dem Dichtungsträger 6 angeordnete Schieberhülse 16 mit mittels einer Feder
21, die an der Kolbenstange 3 mittels einer beispielsweise als Befestigungsscheibe
ausgebildeten Befestigungseinrichtung 22 abgestützt ist, in Richtung einer Öffnungsstellung
beaufschlagt, in der die Verbindungsöffnung 14 mit dem Verbindungskanal 18 in Verbindung
steht und somit Druckmittel aus dem Druckmittelraum B in die Axialausnehmung 8 der
Kolbenstange 3 ausströmen kann. Die Feder 21 steht hierbei mit einer an der oberen
Stirnseite der Schieberhülse 16 ausgebildeten, in Richtung der Öffnungsstellung wirkenden
Steuerfläche 23 der Schieberhülse 16 in Verbindung. Die Schieberhülse 16 weist an
der unteren Stirnseite eine in Richtung einer Sperrstellung wirkende Steuerfläche
24 auf.
[0035] Die Schieberhülse 16 ist in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz einer Drosseleinrichtung
25 in Richtung der Sperrstellung gesteuert, die zwischen der Einlassöffnung 9 und
somit dem Druckmitteleinlass 10 des Hydraulikzylinders 1 und der Auslassöffnung 11
und somit dem Druckmitteleinlass der Primäreinheit angeordnet ist.
[0036] Die Drosseleinrichtung 25 ist hierbei in der Axialdurchbrechung 17 der Schieberhülse
16 angeordnet und beispielsweise als Leitungsbruchsicherung 26 ausgebildet.
[0037] Eine weitere Leitungsbruchsicherung 27 ist im Druckmitteleinlass 10 des Zylinderbodens
5 angeordnet.
[0038] Die Schieberhülse 16 ist mit einem unteren Abschnitt in dem Dichtungsträger 6 und
mit einem oberen Abschnitt in der Kolbenstange 3 angeordnet, wobei am Übergang der
beiden Abschnitte ein Radialabsatz gebildet ist, der zusammen mit der oberen Stirnseite
des Dichtungsträgers 6 einen Anschlag 28 für die Öffnungsstellung der Schieberhülse
16 bildet. Die Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 ist mit einem Absatz versehen,
der zusammen mit der oberen Stirnseite der Schieberhülse 16 einen Anschlag 29 für
die Sperrstellung der Schieberhülse 16 bildet.
[0039] Oberhalb der Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange 3 ist an der Kolbenstange 3 ein
Ring 30 befestigt, der mit dem Zylinderkopf 4 den oberen Endanschlag der Kolbenstange
3 definiert.
[0040] In der in der Figur 1 dargestellten Stellung ist die Schieberhülse 16 mittels der
Feder 21 in die Öffnungsstellung beaufschlagt, in der die Schieberhülse 16 am Anschlag
28 anliegt. Der Hydraulikzylinder 1 befindet sich in der unteren Endstellung mit vollständig
eingefahrener Kolbenstange 3.
[0041] Wird zum Anheben des Hydraulkzylinders 1 und zum Betätigen der Primäreinheit unter
Druck stehendes Druckmittel zum Druckmitteleinlass 10 gefördert und durchströmt dieses
Druckmittel die Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 auf dem Weg von der Einlassöffnung
9 zur Auslassöffnung 11 tritt an der als Leitungsbruchsicherung 26 ausgebildeten Drosselstelle,
insbesondere bei einer hohen Viskosität und/oder einem hohen Druckmittelstrom, eine
Druckdifferenz auf, wodurch die Schieberhülse 16 von dem an der Steuerfläche 24 anstehenden,
zuströmenden Druckmittel entgegen der Feder 21 nach oben in die in der Figur 2 dargestellte
Sperrstellung beaufschlagt wird, in der die Schieberhülse 16 am Anschlag 29 anliegt.
[0042] In der Sperrstellung der Schieberhülse 16 ist der als Radialbohrung 19 ausgebildete
Verbindungskanal 18 zusammen mit der Ringnut 20 von dem Dichtungsträger 6 verschlossen
und somit die von den Radialbohrungen 12, 13 gebildete Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange
3 mittels der Schieberhülse 16 abgesperrt, wodurch der Abfluss von Druckmittel aus
dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum B über die Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange
3 und den Verbindungskanal 18 der Schieberhülse 16 gesperrt ist. Der Druckmittelraum
B bildet somit eine abgeschlossene und inkompressible Ölsäule, wodurch die Kolbenstange
3 blockiert wird und ein Ausfahren der Kolbenstange 3 durch das die Kolbenstange 3
durchströmende Druckmittel verhindert wird. Das die Kolbenstange 3 durchströmende
Druckmittel wird somit an die Primäreinheit geleitet und kann die Primäreinheit betätigen,
ohne dass sich der Hub der von dem Hydraulikzylinder 1 gebildeten Sekundäreinheit
verändert.
[0043] Erreicht die Primäreinheit die Endstellung und beendet die gewünschte Bewegung, fordert
die Primäreinheit keinen weiteren Druckmittelstrom an, wodurch die Druckmittelströmung
in der Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 zwischen der Einlassöffnung 9 und der
Auslassöffnung 11 zusammenbricht und somit an der Drosselstelle 25 keine Druckdifferenz
mehr auftritt. Die Schieberhülse 26 wird somit von der Feder 21 nach unten in Richtung
des Anschlages 28 und somit in die Öffnungsstellung beaufschlagt, in der Druckmittel
aus dem Druckraum B über die Verbindungsöffnung 14 der Kolbenstange 3 und den Verbindungskanal
18 der Schieberhülse 16 ungehindert in die Axialausnehmung 8 abströmen kann. Das weiterhin
dem Hydraulikzylinder 1 an dem Druckmitteleinlass 10 und somit dem kolbenseitigen
Druckmittelraum A zuströmende Druckmittel ermöglicht somit das in der Figur 3 gezeigte
Ausfahren der Kolbenstange 3, bis die Kolbenstange 3 - wie in der Figur 4 dargestellt
ist - mit dem Ring 30 in Anlage an den Zylinderkopf 4 gelangt und der Hydraulikzylinder
1 die obere Endstellung mit vollständig ausgefahrener Kolbenstange 3 erreicht. Die
in dem Druckmittelraum A angeordnete Stirnseite der Kolbenstange 3 bzw. des Dichtungsträgers
6 stellt hierbei die druckbeaufschlagte Kolbenfläche des Hydraulikzylinders 1 da.
[0044] Falls hierbei in der Verbindung der Auslassöffnung 11 mit der Primäreinheit ein Leitungsbruch
aufritt, wird die Leitungsbruchsicherung 26 durch den plötzlich ansteigenden Druckmittelstrom
in der Axialausnehmung 8 der Kolbenstange 3 von der Einlassöffnung 10 zur Auslassöffnung
11 in eine in der Figur 5 dargestellte Sicherheitsstellung beaufschlagt und gleichzeitig
die Schieberhülse 16 durch die auftretende Druckdifferenz in die Sperrstellung beaufschlagt,
in der die Schieberhülse 16 am Anschlag 29 anliegt. Druckmittel kann hierbei lediglich
über eine in der Leitungsbruchsicherung 26 ausgebildete Drosselbohrung 35 von der
Einlassöffnung 10 zur Auslassöffnung 11 abströmen, wodurch erzielt wird, dass bei
einem Leitungsbruch die Kolbenstange 3 mit einer zulässigen Geschwindigkeit einfährt.
[0045] In den Figuren 6 bis 8 ist ein Hydraulikzylinder 1 mit einer unteren Endlagendämpfungseinrichtung
40 für das Einfahren der Kolbenstange 3 dargestellt. Die Schieberhülse 16 überragt
hierbei die Kolbenstange 3 und den Dichtungsträger 6 nach unten und bildet mit dem
Zylinderboden 5 eine Dichtfläche 41, die beispielsweise von einem Kegelsitz zwischen
den Schieberhülse 16 und dem Zylinderboden 5 gebildet ist. Zudem ist die Schieberhülse
16 in dem aus der Kolbenstange 3 nach unten herausragenden Bereich mit einer beispielsweise
als Drosselbohrung ausgebildeten Drosseleinrichtung 42 versehen.
[0046] Gelangt hierbei die Schieberhülse 16, die - wie in der Figur 6 gezeigt ist - an dem
Anschlag 28 für die Öffnungsstellung anliegt, beim Einfahren der Kolbenstange 3 in
Anlage an den Zylinderboden 5, wird - wie aus der Figur 7 ersichtlich ist - über die
Dichtfläche 41 ein unterer Endlagendämpfungsraum C zwischen der Schieberhülse 16,
dem Zylinderboden 5, dem Zylinderrohr 2 und der Kolbenstange 3 bzw. dem Dichtungsträger
6 gebildet. Beim weiteren Einfahren der Kolbenstange 3 kann somit Druckmittel lediglich
über die Drosseleinrichtung 42 der relativ zu der Kolbenstange 3 feststehenden Schieberhülse
16 aus dem Endlagendämpfungsraum C abströmen, bis die Kolbenstange 3 die in der Figur
8 dargestellte untere Endstellung mit vollständig eingefahrener Kolbenstange 3 erreicht.
Hierdurch wird das Absenken der Kolbenstange 3 vor Erreichen der unteren Endstellung
abgebremst. Die an dem Verbindungskanal 18 der Schieberhülse 16 ausgebildete Ringnut
20 weist hierbei eine derartige Länge auf, dass während der gesamten Bewegung der
Kolbenstange 3 relativ zu der Schieberhülse 16 während der unteren Endlagendämpfung
der Druckmittelraum B über die Verbindungsöffnung 14 und den Verbindungskanal 18 an
die Axialausnehmung 8 angeschlossen ist. Während der unteren Endlagendämpfung hebt
hierbei die Schieberhülse 16 von dem Anschlag 28 für die Öffnungsstellung ab und befindet
sich bei vollständig eingefahrener Kolbenstange 3 in einer zwischen dem Anschlag 28
für die Öffnungsstellung und dem Anschlag 29 für die Sperrstellung befindlichen Zwischenstellung.
[0047] In den Figuren 9 und 10 ist der Hydraulikzylinder 1 weiterhin mit einer oberen Endlagendämpfungseinrichtung
45 für das Ausfahren der Kolbenstange 3 versehen.
[0048] Die von der Radialbohrung 12 der Kolbenstange 3 gebildeten Verbindungsöffnung 14
ist hierbei oberhalb des Ringes 30 angeordnet. Unterhalb des Ringes 30 ist die Kolbenstange
3 mit einer beispielsweise als Drosselbohrung ausgebildeten Drosseleinrichtung 46
angeordnet. Die Radialbohrung 12 und die Drosseleinrichtung 46 der Kolbenstange 3
stehen hierbei mit einer Ringnut 47 in Verbindung, die einen Anschluss der Radialbohrung
12 und der Drosseleinrichtung 46 an die in dem Dichtungsträger 6 angeordnete Radialbohrung
13 ermöglicht und somit eine Verbindung über die in der Schieberhülse 16 angeordnete
Radialbohrung 19 und die Ringnut 20 in der Öffnungsstellung der Schieberhülse 16 mit
der Axialausnehmung 17 ermöglicht. Die Ringnut 47 kann an der Kolbenstange 3 ausgebildet
werden, ist jedoch bevorzugt am Außenumfang des Dichtungsträgers 6 ausgebildet.
[0049] Gelangt die Kolbenstange 3 beim Ausfahren in den Bereich der oberen Endstellung wird
die Radialbohrung 12 von dem Zylinderkopf 4 verschlossen. Zwischen dem Zylinderkopf
4, der Kolbenstange 3, dem Zylinderrohr 2 und dem Dichtungsträger 6 ist ein oberer
Endlagendämpfungsraum D ausgebildet, der lediglich über die Drosseleinrichtung 46
und die in der Öffnungsstellung befindlichen Schieberhülse 16 an die Axialausnehmung
8 angeschlossen ist. Druckmittel kann somit aus dem oberen Dämpfungsraum D und somit
dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum B lediglich über die Drosseleinrichtung
46 abströmen, wodurch das Ausfahren der Kolbenstange 3 vor Erreichen der oberen Endstellung
abgebremst wird.
[0050] Mittels der erfindungsgemäßen Schieberhülse 16, die von der an der Leitungsbruchsicherung
25 auftretenden Druckdifferenz in Richtung der Sperrstellung gesteuert ist, kann somit
durch das Absperren des kolbenstangenseitigen Druckmittelraumes B eine hydrodynamische
Verriegelung des Hydraulikzylinders 1 erzielt werden. Hierdurch wird mit geringem
Bauaufwand sichergestellt, dass erst nach der vollständigen Betätigung von dem Hydraulikzylinder
1 nachgeschalteten Sekundäreinheiten oder Primäreinheiten der Hydraulikzylinder 1
ausfährt. Bei einer Kombination eines erfindungsgemäßen der mehreren erfindungsgemäßer
Hydraulikzylinder 1 mit einer Primäreinheit, die in einer Reihenschaltung angeordnet
sind, wird somit sichergestellt, dass der im Druckmittelstrom am weitesten hinten
liegende Verbraucher als erstes betätigt wird und danach der jeweils im Druckmittelstrom
davor liegende Hydraulikzylinder 1 und schließlich der im Druckmittelstrom vorne liegende
Hydraulikzylinder 1 als letzter betätigt wird. Hierdurch kann eine gewünschte Bewegungsreihenfolge
sichergestellt werden, bei der eine Primäreinheit oder mehrere Sekundäreinheiten,
die als Hydraulikzylinder 1 mit einer erfindungsgemäßen Schieberhülse 16 versehen
sind, zeitlich nacheinander betätigt werden, so dass bei einem Hubmast, insbesondere
einem Hubmast bei dem die Hydraulikzylinder der Primäreinheit und der Sekundäreinheit
die gleichen Kolbenflächen aufweisen, die gewünschte Ausfahrreihenfolge sichergestellt
wird.
1. Einrichtung zur Sicherung der Bewegungsreihenfolge von zumindest zwei in Reihe geschalteten
fluidbetätigten Verdrängereinheiten, wobei eine Primäreinheit zeitlich vor zumindest
einer Sekundäreinheit bewegbar ist und wobei die Sekundäreinheit als Hydraulikzylinder
mit einer in einem Zylinderrohr aus- und einfahrbaren Kolbenstange ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (1) einen kolbenbodenseitigen Druckmittelraum (A) aufweist,
der mit einem Druckmitteleinlass (10) für den Hydraulikzylinder (1) verbunden ist,
und einen kolbenstangenseitigen Druckmittelraum (B) aufweist, wobei mittels einer
Ventileinrichtung (15) der Abfluss von Druckmittel aus dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum
(B) steuerbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) eine Sperrstellung und eine Öffnungsstellung aufweist
und in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz in Richtung einer Sperrstellung beaufschlagt
ist, die an einer zwischen dem Druckmitteleinlass (10) des Hydraulikzylinders (1)
und einem Druckmitteleinlass der Primäreinheit angeordneten Drosseleinrichtung (25)
auftritt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) mittels einer Feder (21) in Richtung der Öffnungsstellung
beaufschlagt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (15) von dem dem Hydraulikzylinder (1) zuströmenden Druckmittelstrom
in Richtung der Sperrstellung beaufschlagt ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (3) als hohle Kolbenstange mit einer Axialausnehmung (8) ausgebildet
ist, die in einem einem Zylinderboden (5) zugewandten Bereich eine Einlassöffnung
(9) für den Hydraulikzylinder (1) und in einem einem Zylinderkopf (4) zugewandten
Bereich eine Auslassöffnung (11) aufweist, die mit der Primäreinheit verbunden ist,
wobei die Kolbenstange (3) mit einer Verbindungsöffnung (14) versehen ist, die den
kolbenstangenseitigen Druckmittelraum (B) mit der Axialausnehmung (8) verbindet, wobei
die Ventileinrichtung (15) als eine in der Axialausnehmung (8) längsverschiebbar gelagerte
und die Verbindungsöffnung (14) ansteuernde Schieberhülse (16) ausgebildet ist, die
mit einer mit der Axialausnehmung (8) in Verbindung stehenden Axialdurchbrechung (17)
versehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberhülse (16) zur Ansteuerung der Verbindungsöffnung (14) der Kolbenstange
(3) mit einem Verbindungskanal (18) versehen ist, der mit der Axialdurchbrechung (17)
in Verbindung steht.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (18) mittels einer Ringnut (20), insbesondere einer in der Schieberhülse
(16) ausgebildeten Ringnut, mit der Verbindungsöffnung (14) der Kolbenstange (3) verbindbar
ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberhülse (16) mit einer in Richtung einer Öffnungsstellung wirkenden Steuerfläche
(23), die an einer dem Zylinderkopf (4) zugewandten Stirnseite der Schieberhülse (16)
ausgebildet ist, und einer in Richtung der Sperrstellung wirkenden Steuerfläche (24)
versehen ist, die an einer dem Zylinderboden (5) zugewandten Stirnseite der Schieberhülse
(16) ausgebildet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (21) mit der in Richtung der Öffnungsstellung wirkenden Steuerfläche (23)
der Schieberhülse (16) in Wirkverbindung steht und an der Kolbenstange (3) abgestützt
ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (3) mit einem Anschlag (29) für die Sperrstellung und/oder einem
Anschlag (28) für die Öffnungsstellung der Schieberhülse (16) versehen ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Axialdurchbrechung (17) der Schieberhülse (16) die Drosseleinrichtung (25)
angeordnet ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (25) als Leitungsbruchsicherung (26) ausgebildet ist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (1) mit einer unteren Endlagendämpfungseinrichtung (40) für
die eingefahrene Kolbenstange (3) versehen ist.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Endlagendämfungseinrichtung (40) einen unteren Endlagendämpfungsraum (C)
aufweist, der von der Schieberhülse (16) und dem Zylinderboden (5) gebildet ist, wobei
die Schieberhülse (16) mit einer Drosseleinrichtung (42) zur Verbindung des unteren
Endlagendämpfungsraums (C) mit der Axialdurchbrechung (17) versehen ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zylinderboden (5) und der Schieberhülse (16) eine Dichtfläche (41),
insbesondere eine Kegelfläche, ausgebildet ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (1) mit einer oberen Endlagendämpfungseinrichtung (45) für
die ausgefahrene Kolbenstange (3) versehen ist.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Endlagendämpfungseinrichtung (45) einen von dem kolbenstangenseitigen Druckmittelraum
(B) gebildeten oberen Endlagendämpfungsraum (D) aufweist, der mittels einer in der
Kolbenstange (3) angeordneten und von der Verbindungsöffnung (14) axial beabstandeten
Drosseleinrichtung (46) sowie der in der Öffnungsstellung befindlichen Schieberhülse
(16) mit der Axialdurchbrechung (17) verbindbar ist.
18. Hubmast eines Flurförderzeugs mit zumindest einer Einrichtung nach einem der vorangegangenen
Ansprüche.