DE2021687A1 - Doppeltwirkende Hydraulik-Handpumpe - Google Patents

Description

• Titel: Doppeltwirkende Hydraulik-Handpumpe Beschreibung Die Erfindung betrifft eine insbesondere für Hubwagen bestimmte doppeltwirkende Hydraulik-Handpumpe mit einem Zylinder, in dem ein am Ende einer Kolbens tange angeordneter Kolben dichtend geführt ist, durch den das Zylindervolumen in einen Zylinderringraum und in einen Zylinderraum unterteilt ist, die ßn mittels Ventilen absperrbare Saug- und Druckleitungen angeschlossen sind.
• Es ist bekannt, dem Hubzylinder von Hubgeräten wie Hubstaplern, Scherenhubwagen o.dgl. die Druckflüssigkeit (nachstehend der Einfachheit halber als Öl bezeichnet) mittels einer doppeltwirkenden Hydraulik-Handpumpe zuzuführen.
• Die dazu üblicherweise verwendeten doppeltwirkenden Hydraulik-Handpumpen besitzen zwei Zylinder; bei jedem Pumpen-Arbeitshub wird in einem Zylinder ein Druckhub und im anderen Zylinder ein Saughub ausgeführt, so daß das Heben kontinuierlich, d.h. ohne Totzeiten und dadurch bedingten erhöhten Zeitaufwand, abgewikkelt werden kann. Die Notwendigkeit, zwei Zylinder in der Pumpe unterbringen zu müssen, führt dabei naturgemäß zu einem Raumbedarf, der größer als bei einer vergleichbaren einfachwirkenden Hydraulik-Handpumpe mit nur einem Zylinder ist.
• Solchen einfachwirkenden Hydraulik-Handpumpen mit nur einem Zylinder haftet jedoch der Nachteil an, daß das Heben infolge des zum Ansaugen erforderlichen Leerhubes nur unter Inkaufnahme von Totzeiten vor sich gehen kann, weswegen es sich nur diskontinuierlich und mit einem wesentlich größeren Zeitaufwand als bei doppeltwirkenden Hydraulik-Handpumpen abwickeln läßt.
• Hier will die Erfindung Abhilfe, d.h. eine Hydraulik-Handpumpe schaffen, die zwar doppeltwirkend ist und somit eine kontinuierliche und schnellstmögliche Abwicklung des Hebens gestattet, darüber hinaus jedoch mit nur einem Zylinder auskommt und deshalb raumsparend ist.
• Ausgehend von einer Hydraulik-Handpumpe der eingangs beschriebenen Gattung ist die erfindungsgemäße Hydraulik-Handpumpe dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderringraum an die Druckleitung und der Zylinderraum an die Saugleitung angeschlossen sind und untereinander eine Verbindung aufweisen, die in der einen Hubrichtung - bei geschlossener Saugleitung - geöffnet und in der anderen Hubrichtung - bei geöffneter Saugleitung - geschlossen ist.
• Aufgrund dieser Ausgestaltung wird in der einen Hubrichtung, in der bei geschlossener Saugleitung die im Zylinderraum befindliche Ölmenge verdrängt wird, die Verbindung zwischen Zylinderringraum und Zylinderraum geöffnet, so daß die im Zylinderraum befindliche Ölmenge zunächst in den Zylinderringraum und von dort in die Druckleitung sowie weiter in den Hubzylinder gelangt. In der anderen Hubrichtung, in der bei geöffneter Saugleitung die im Zylinderringraum befindliche Ölmenge verdrängt wird, bleibt die Verbindung zwischen Zylinderringraum und Zylinderraum geschlossen, so daß in derselben Zeit, in der die im Zylinderringraum befindliche Ölmenge aus diesem verdrängt und über die Druckleitung dem Hubzylinder zugeführt wird b 01 aus dem Tank in den Zylinderraum angesaugt wird.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Verbindung zwischen Zylinderringraum und Zylinderraum als die Baueinheit Kolbenstange-Kolben durchdringender, mittels eines Kugelrückschlagventils absperrbarer uberströmkanal ausgebildet. Diese Ausbildung ist zweckmäßigerweise derart getroffen, daß die Baueinheit Kolbenstange-Kolben eine zentrale Bohrung aufweist, in die eine vorzugsweise unmittelbar oberhalb der oberen Kolben fläche in den Zylinderringraum öffnende Radialbohrung mündet.
• Aufgrund dieser konstruktiv sehr einfachen Lösung wird das Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen Zylinderringraum und Zylinderraum selbsttätig, und zwar in Abhängigkeit ton der Hubrichtung, gesteuert. Die zentrale Anordnung des Überströmkanals verhindert eine unsymmetrische Belastung der Baueinheit Kolbenstange-Kolben und damit ein Flattern des Kolben; ein uner wünschtes Leckwerden bzw. sostige Störungen werden vermieden.
• Selbstverständlich kann der Überströmkanal jedoch auch exzentrisch angeordnet werden,- wobei allerdings mehrere symme-trisch angeordnete Bohrungen vorgesehen werden sollten.
• Es hat sich als vorteilhaft erwiesen,- wenn die zentrale Bohrung sich über die- ges-amte- Länge der Kolbenstange erstreckt und an ihrem kolbenfernen Ende einen mit Dichtung versehenen Schraubt verschluß aufweist. Auf diese Weise kann der Zylinder schnell und einfach entlüftet we-rden.
• Zweckmäßigerweis-e ist der Sitz für die Kugel des- Rückschlagventils in der zentralen Bohrung unterhalb der Einmündung der Xadialbohrung ang-eordnet; ebenfalls unterhalb dieser Einmündung der Radialbohrung befindet sich ein den Hub der Ventilkugel beim Öffnen des Ventils begrenzender Anschlag, der vor allem verhindern soll, daß die Kugel bei geöffnetem Rückschlagventil die Radialbohrung versperrt.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschluß zwischen Zylinderringraum und der vorzugsweise in der Zylinderwand verlaufenden Druckleitung unmittelbar unterhalb des einen Zylinderdeckels angeordnet, während der Anschluß zwischen Zylinderraum und Saugleitung als den anderen Zylinderdeckel durchdringende, absperrbare Bohrung ausgebildet ist. Dabei ist die den Saugleitungs-Anschluß bildende Bohrung mittels eines Kugelrückschlagventils absperrbar, das beim Abwärtshub der Baueinheit Kolbenstange-Kolben im Schließsinn und bei deren Aufwärtshub im Öffnungssinn beaufschlagt ist.
• Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung verhalten sich die Radien von Kolben und Kolbenstange wie V2 s 1. Die Einhaltung dieses Verhältnisses bringt wesentliche Vorteile mit sich, da dabei die Arbeit, die beim Abwärtshub der Baueinheit Kolbenstange-Kolben aufgewendet werden muß, etwa- gleich der beim Aufwärtshub der Baueinheit Kolbenstange-Kolben aufzuwendenden Arbeit ist.
• Beim Abwärtshub (Abh) der Baueinheit Kolbenstange-K9-lben wird die im Zylinderraum befindliche Ölmenge (Qzr) abzüglich der im Zylinderringraum verbleibenden Ölmenge (QZrr) verdrängt QAbh = QZr - QZrr Beim Aufwärtshub (Auh) der Baueinheit Kolbenstange-KQlben wird die im Zylinderringraum befindliche Ölmenge verdrängt: QAuh QZrr Danach ist die bei einem Abwärts- und Aufwärtshub insgesamt verdrängte Ölmenge: QAbh + QAuh =Qzr Dieses Ergebnis könnte nun zu dem Schluß verleiten, die erfindungsgemäße Hydraulik-Handpumpe bringe gegenüber einer einfachwirkenden Hydraulik-Handpumpe keinen Fortschritt, da die bei der einfachwirkenden Hydraulik-Handpumpe während des Abwärtshubes auf einmal verdrängte ölmenge bei der erfindungsgemäßen Hydraulik-Hanapumpe lediglich auf den Abwärts- und Aufwärtshub verteilt wird, so daß die pro Abwärts- und Aufwärtshub insgeaamt verdrängte Ölmenge bei beiden Pumpen gleich ist. Dieser Schluß wäre jedoch unrichtig.
• Dabei muß nämlich bedacht werden, daß die Handbetätigung der Pumpe der pro Hub verdrängbaren Ölmenge Grenzen setzt, da der Bedienungsperson Jeweils nur ein beszimmtes Maximum an Arbeit zugemutet werden kann. Dies bedeutet, daß bei Ausnutzung der der Bedienungaperson pro Hub maximal zumutbaren Arbeit mit der erfindungsgemäßen Hydraulik-Handpumpe fast die doppelte Ölmenge wie mit einer einfachwirkenden Hydraulik-Handpumpe verdrängt werden kann, da diese nur in einer Hubrichtung, die erfindungsgemäße Hydraulik-Handpumpe dagegen in beiden Hubrichtungen Verdrängungsarbeit verrichtet. Voraussetzung ist dabei natürlich, daß die aufgewendete Arbeit in beiden Subrichtungen etwa gleich - in der Wähe der maximal zulässigen Grenze - ist, was sich durch Einhaltung des oben angegebenen Verhältnisses erreichen läßt.
• Die Arbeit beim Abwärtshub ergibt sich aus der Beziegungs AAbh = p . h . R²# - p. h (R² - r²)# bzw.
• = p. h. r²#, worin p der aufzuwendende Druck, h die Hubhöhe, R der Radius des Zylinderraums und r der kleine Radius: des Zylinderringraums sind Die Arbeit beim Aufwärtshub ergibt sich aus der Beziehung: AAuh = P . h (R²- -Setzt man nun AAbh und AÄuh gleich, so ergibt sich: p . h. r²# = p . h. (R² - r²)# r² = R² - r² 2r² = R² r V2' = R In der Zeichnung ist die Erfindung an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erläutert.
• Es zeigen Fig. 1 einen iiängsschnitt durch eine Hydraulik-Handpumpe und Pig. 2 eine mit dem Hubzylinder eines Hubwagens zu einem geschlossen Blook vereinigte Hydraulik-Handpumpe.
• Die Pumpe P weist einen Zylinder 1 auf, in dem ein am Ende einer Kolbenstange 2 angeordneter Kolben 3 dichtend geführt ist. Der Kolben 3 ist mit einer den Ölrückfluß verhindernden Nutringmanschette 4 versehen, die mittels Stützringen 5 und 6 gehalten ist; die Stützringe 5 und 6 sind mittels Kerbstiften 7 und 8 an der Kolbenstange 2 befestigt, die ihrerseits im oberen Zylinderdeckel 9 durch eine Ringdichtung 10 gegen Ölaustritt gesichert ist.
• Der Kolben 3 unterteilt das Zylindervolumen in einen oberen Zylinderringraum 11 und einen unteren Zylinderraum 12. Der Zylinii ist mittels einer unmittelbar unterhalb des Zylinderdeckels 9 angeordneten Querbohrung 13 an eine in der Wand des Zylinders 2 verlaufende Druckleitung 14 angeschlossen, die den unteren Zylinderdeckel 15 durchdringt, während der Zylinderraum 12 mittels einer den unteren Zylinderdeckel 15 durchdringenden Bohrung 16 an eine Saugleitung 17 angeschlossen ist, die mittels eines Kugelrückschlagventils 18 absperrbar ist.
• Die Kolbenstange 2 weist eine durchgehende zentrale Bohrung 19 auf, die an ihrem kolbenfernen Ende einen mit einer Dichtung 20 versehenen Schraubverschluß 21 besitzt. An ihrem kolbenseitigen Ende ist die Bohrung 19 verjüngt und bildet den Sitz eines Kugelrückschlagventils 22, dessen Kugel in ihrem Hub beim Öffnen des Ventils 22 durch den Kerbstift 8 begrenzt ist. Das Ventil 22 befindet sich unterhalb einer Radialbohrung 23, die die Bohrung 19 mit dem Zylinderringraum 11 verbindet. Der untere Bereich der Bohrung 19 bildet so zusammen mit der Radlalbohrung.
• 23 einen mittels des Ventils 22 absperrbaren Ü'berströmkanal, durch den sich beim Abwärtahub der Baueinheit Kolhenstange-Kolben eine Verbindung zwischen Zylinderringraum 11 und Zylinderraum 12 herstellen läßt.
• Fig. 2 macht die Zuordnung der Pumpe P zu einem Hubzylinder H eines (nicht dargestellten) Huhwagens deutlich. Die Pumpe P ist in das Gehäuse G des Hydraulik-Aggregats eingeschraubt; ihre mittels eines Überdruckventils 24 gesicherte Druckleitung 14 führt in den Zylinderraum 25 -des Hubzylinders H, während die Saugleitung 17 in den Tank T mündet.
• D bezeichnet die zugleich als Pumpenschwengel dienende Deichsel des Hubwagens, die über einen Lenkerhebel 26 mit dem kolhenternen Ende der Kolbenstange 2 getrieblich gekuppelt=ist, so daß durch Verschwenken der Deichsel D die Baueinheit Kolbenstange-Kolben auf-' und abbewegt werden kann.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Doppeltwirkende Hydraulik-Handpumpe - insbesondere für Hubwagen - mit einem Zylinder, in dem ein am Ende einer Kolbenstange angeordneter Kolben dichtend geführt ist, durch den daß Zylindervolumen in einen Zylinderringraum und in einen Zylinderraum unterteilt ist, die an mittels Ventilen absperrbare Saug- und Druokleitungen angeschlossen, sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderringraum (11) an die Druckleitung (14) und der Zylinderraum (12) an die Saugleitung (17) angeschlossen sind und untereinander eine Verbindung aufweisen, die in der einen Hubrichtung - bei geschlossener Saugleitung (17) - geöffnet und in der.anderen Hubrichtung -bei geöffneter Saugleitung (17) - geschlossen istc

2. Hydraulik-Handpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Zylinderringraum (11) und Zylinderraum (12) als die Baueinheit Kolbenstange (2)-Kolben(3) durchdringender, mittels eines Kugelrückschlagventils (22) absperrbarer Überströmkanal ausgebildet ist.

3. Hydraulik-Handpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit Kolbenstange(2)-Kolben(3) eine zentrale Bohrung (19) aufweist, in die eine vorzugsweise unmittelbar oberhalb der oberen Kolbenfläche in den Zylinderringraum (11) öffnende Radialbohrung (23) mündet.

4. Hydraulik Handpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Bohrung (19) sich über die gesamte Länge der Kolbenstange (2) erstreckt und an ihrem kolbenfernen Ende einen mit Dichtung (20) versehenen Schraubenverschluß (21) aufweist.

5. Hydraulik-Handpumpe nach mindestens einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch geEennseichnet, daß die zentrale Bohrung (19) ununterhalb der Einmündung der Radialbohrung (23) einen Sitz für die Kugel des Rückschlagventlls (22) und einen den Hub der Ventilkugel begrenzenden Anschlag (8) aufweist.

6. Hydraulik-Handpumpe nach mindestens einem der Ansprüche 2 -5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelrückschlagventil (22) beim Abwärtshub der Baueinheit Kolbenstange(2)-Kolben(3) im Öffnungssinn und bei deren Aufwärtshub im Schließsinn beaufschlagt ist.

7. Hydraulik-Handpumpe nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß zwischen Zylinderringraum (11) und der vorzugsweise in der Zylinderwand verlauf enden Druckleitung (14) unmittelbar unterhalb des einen Zylinderdeckels (9) angeordnet ist, während der Anschluß zwischen Zylinderraum (12) und Saugleitung (17) als den anderen Zylinderdeckel (1 5) durchdringende, absperrbare Bohrung (16) ausgebildet ist.

8. Hydraulik-Handpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Saugleitungs-Anschluß bildende Bohrung (16) mittel eines Kugelrückschlagveritils (18) absperrbar ist, das beim Abwärtshub der Baueinheit Xolbenstange(2)-Kolben(3) im Schließsinn und bei deren Aufwärtshub im Öffnungssinn beaufschlagt ist.

9O Hydraulik-Handpumpe nach mindestens einem der-vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radien von Kolben (3) und Kolbenstange (2) sich wie V-Z7: 1 verhalten.

L e e r s e i t e