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Gleichgang-Teleskop-Zylinder
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gleichgang-Teleskop-Zylinder
mit einem druckbeaufschlagbaren Zylinder sowie mindestens zwei ineinander verschiebbaren
Teleskopkolben, von denen der äußere innerhalb des Zylinders verschiebbar ist und
vom Innenraum des Zylinders eine Ringkammer abtrennt und einen Hohlraum aufweist,
in dem der innere Teleskopkolben verschiebbar ist, wobei der Ringraum zwischen äußerem
Teleskopkolben und Zylinder mit dem Hohlraum verbunden ist und in einem Verbindungskanal
zwischen dem Hohlraum und der druckbeaufschlagbaren Zylinderkammer ein Ventil angeordnet
ist, welches bei eingefahrenen Teleskopkolben geöffnet ist und beim Ausfahren der
Teleskopkolben zwangsweise geschlossen wird, wobei der Schließkörper
des
Ventiles in Schließrichtung durch eine Feder belastet ist.
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Gleichgang-Teleskop-Zylinder der vorerwähnten Art sind an sich bekannt.
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Es sind Gleichgang-Teleskop-Zylinder bekannt, bei denen das Ventil
über ein federbelastetes Steuerorgan geschaltet wird, wobei das Steuerorgan selbst
durch das Druckmedium beaufschlagt wird, welches dem Zylinder zugeführt wird. Ist
der Zylinder mit Druck beaufschlagt, befindet sich das Steuerorgan in einer unteren
Endstellung, wodurch der Schließkörper des Ventiles im Verbindungskanal abdichten
kann. Wird der Zylinder nach dem Einfahren der Teleskopkolben drucklos gemacht,
bewegt sich das Steuerorgan aufgrund der Federbelastung wieder nach oben und drückt
den Schließkörper des Ventiles aus seiner Haltestellung und öffnet somit den Kanal
zwischen der Zylinderkammer und dem Hohlraum des äußeren Teleskopkolbens.
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Um das Ventil zu öffnen ist es also erforderlich, daß zunächst einmal
sämtliche Teleskopkolben bis zum Anschlag eingefahren und der Zylinder drucklos
gemacht wird.
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Dies ist bei verschiedenen Einsatzzwecken derartiger Gleichgang-Teleskop-Zylinder
unerwünschtf insbesondere wenn derartige Gleichgang-Teleskop-Zylinder für
FahrstUhle
verwendet werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleichgang-Teleskop-Zylinder
der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß das Ventil beim Ausfahren der Teleskopkolben
sofort geschlossen und beim Einfahren der Teleskopkolben vor dem Zeitpunkt geöffnet
wird, in dem die Teleskopkolben in ihre Endstellung gelangen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß der
Schließkörper an seinem anderen Ende mit einem Führungskolben verbunden ist, der
innerhalb einer Ventilkammer verschiebbar und von seiner dem Schließkörper abgewandten
Seite her druckbeaufschlagbar ist, wobei die Ventilkammer mit einem im äußeren Teleskopkolben
angeordneten und mit dem Druckmedium separat druckmäßig gefüllten Raum verbunden
ist, in dem ein in die Zylinderkammer ragender und mit einer Nachsaugbohrung versehener
Steuerkolben verschiebbar gelagert ist, der unter der Wirkung einer Feder entgegen
der Ausfahrrichtung belastet ist und in einer entgegen der Ausfahrrichtung verschobenen
Endstellung über die Aufstandsebene des äußeren Teleskopkolbens vorsteht.
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Durch diese Konstruktion wird erreicht, daß bei Druckbeaufschlagung
der Zylinderkammer das Ventil sofort schließt, da der Druck innerhalb des Raumes,
in dem das Druckmedium bevorratet ist, sich reduziert,
sodaß durch
die Federwirkung der Schließkörper des Ventiles in seine Schließstellung bewegt
wird.
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Durch den Ausgleich sämtlicher Kammern ist somit nach Schließung des
Ventiles der Gleichlauf der Teleskopkolben sichergestellt.
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Beim Einfahren der Teleskopkolben setzt zunächst der Steuerkolben
auf und wird entgegen der Wirkung der ihn belastenden Feder verschoben, wodurch
ein Druckanstieg innerhalb des Raumes entsteht, in dem der Steuerkolben verschiebbar
ist. Dieser Druckanstieg bewirkt, daß der Führungskolben, der mit dem Schließkörper
des Ventiles verbunden ist, nach oben bewegt und somit der Schließkörper des Ventiles
aus seiner Schließlage abgehoben wird. Somit ist schon vor dem endgültigen Aufsetzen
der Teleskopkolben die Verbindung zwischen der Zylinderkammer und dem Hohlraum des
äußeren Teleskopkolbens hergestellt. Somit kann ein Druck- und Mengenausgleich zwischen
den besagten Räumen und somit ein sanftes Aufsetzen der einzelnen Teleskopkolben
erfolgen.
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Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Gleichgang-Teleskop-Zylinder
im eingefahrenen Zustand, Fig. 2 einen Schnitt durch den Gleichgang-Teleskop-Zylinder
nach Fig. 1 im ausgefahrenen Zustand.
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In einem Zylinder 1 ist ein ausfahrbarer Teleskopkolben 2 verschiebbar
gelagert.
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Der Zylinder 1 ist im Bereich seines Bodens 3 mit einer Bohrung 4
versehen, durch die in eine Zylinderkammer 5 ein Druckmedium eingebracht werden
kann.
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Der äußere Teleskopkolben 2 ist an seiner Unterseite durch eine Wand
6 verschlossen und gegenUber dem Zylinder 1 durch einen Dichtring 7 abgedichtet.
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Der äußere Durchmesser des Teleskopkolbens 2 ist im Bereich oberhalb
der Wandung 6 kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders 1, sodaß zwischen dem
Teleskopkolben 3 und dem Zylinder 1 eine Ringkammer 8 gebildet ist. Diese Ringkammer
8 wird im Bereich des Zylinderkopfes 9 durch eine Dichtung lo abgedichtet.
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Innerhalb eines Hohlraumes 11 des äußeren Teleskopkolbens 2 ist ein
innerer Teleskopkolben 12 verschiebbar gelagert, dessen Wand 13 gegenUber dem Hohlraum
11 des äußeren Teleskopkolbens 2 durch einen Dichtring 14 abgedichtet ist.
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Durch eine Querbohrung 15 ist die Ringkammer 8 mit dem Hohlraum 11
verbunden.
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Sowohl der äußere, als auch der innere Teleskopkolben 2 beziehungsweise
12, ist an seiner Unterseite mit Vorsprüngen 16 versehen, durch die ein Anliegen
der Wand 6 am Boden 3 beziehungsweise ein Anliegen der Wand 13 an der Wand 6 verhindert
wird.
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In der Wand 6 des äußeren Teleskopkolbens 2 ist ein Verbindungskanal
17 angeordnet, der die Zylinderkammer 5 mit dem Hohlraum 11 verbindet.
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Im Verlauf dieses Verbindungskanals 17 ist ein Ventil 18 vorgesehen,
dessen kugelförmiger Schließkörper 19 durch eine Feder 20 in Schließrichtung gedrückt
wird.
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Der Schließkörper 19 ist auf der der Feder 20 abgewandten Seite mit
einem Führungskolben 21 verbunden, der innerhalb einer Ventilkammer 22 verschiebbar
angeordnet ist. Die Ventilkammer 22 ist vom Raum 23 durch den in der Ventilkammer
22 verschiebbaren Führungskolben 21 getrennt. Beide Kammern sind mit dem Druckmedium
gefüllt. Innerhalb des Raumes 23 ist ein Steuerkolben 24 verschiebbar gelagert,
der die Wand 6 nach unten durchtritt und somit in die Zylinderkammer 5 hineinragt.
Der Steuerkolben 24 ist mit einer Nachsaugbohrung 25 versehen, die durch eine Kugel
26 verschließbar, wobei die Kugel 26 und damit auch der Steuerkolben 24 durch eine
Feder 27 belastet ist.
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Vom Raum 23 führt eine oberhalb des Steuerkolbens 24 in den Raum
23 einmündende Verbindungsbohrung 28 zur Zylinderkammer 5, wobei innerhalb dieser
Verbindungsbohrung 28 ein vorgespanntes RUckschlagventil 29 vorgesehen ist. Dieses
dichtet den Raum 23 druckmäßig gegen die Zylinderkammer 5 ab.
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Im inneren Teleskopkolben 12 ist ein weiterer Kolben 30 verschiebbar
gelagert, wobei der Hohlraum 31 des inneren Teleskopkolbens 12 durch eine Querbohrung
32 mit dem Ringraum 33 verbunden ist, der zwischen dem äußeren Teleskopkolben 2
und dem inneren Teleskopkolben 12 gebildet ist. Weiterhin ist der Hohlraum 3i des
inneren Teleskopkolbens 12 mit dem Hohlraum 11 des äußeren Teleskopkolbens 2 durch
die gleichen Mittel verbindbar, wie der besagte Hohlraum 11 mit der Zylinderkammer
5, das heißt, in der Wand 13 des äußeren Teleskopkolbens 12 ist ein Verbindungskanal
17 mit einem Ventil 18 sowie ein Raum 23 mit einem darin verschiebbaren Steuerkolben
24 sowie einer Verbindungsbohrung 28 mit einem Rückschlagventil 29 vorgesehen.
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Die Funktionsweise des vorstehend ausführlich beschriebenen Gleichgang-Teleskop-Zylinders
ist folgender: Im eingefahrenen Zustand ist die Zylinderkammer 5 zunächst drucklos,
ebenso die Hohlräume 11 und 31.
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In den Räumen 23 befindet sich das Druckmedium, welches die Führungskolben
21 der Ventile 18 beaufschlagt, sodaß die Ventile 18 geöffnet sind. Somit sind alle
Räume 5, 11 und 31 miteinander verbunden. Die Steuerkolben 24 sitzen einerseits
am Boden 3 des Zylinders 1 und andererseits an der Oberseite der Wand 6 des äußeren
Teleskopkolbens 2 auf.
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Wird nun der Zylinderkammer 5 über die Bohrung 4 ein Druckmedium
zugeführt, so können zunächst sämtliche Räume des gesamten Gleichgang-Teleskop-Zylinders
vollständig gefüllt werden, das heißt, daß durch Leckagen verloren gegangenes Druckmedium
wieder nachgefüllt wird.
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In dem Augenblick, in dem der äußeren Teleskopkolben 2 geringfügig
vom Boden 3 des Zylinders 1 abhebt, reduziert sich im Raum 23 der Druck, da sich
durch die Feder 27 der Steuerkolben 24 entsprechend dem geringfügigen Anheben des
Teleskopkolbens 2 nach unten verschiebt.
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Dadurch verringert sich der Druck auf den Führungskolben 21, sodaß
durch die Feder 20 der Schließkolben 19 des Ventiles 18 in seine Schließstellung
bewegt wird.
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Der gleiche Vorgang spielt sich in der nächsten Stufe im Bereich
des inneren Teleskopkolbens 12 ab.
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Nach dem Schließen der Ventile 18 sind sämtliche Räume 5, 11 und 31
voneinander getrennt, sodaß ein einwandfreier Gleichlauf der einzelnen Kolben gesichert
ist.
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Beim Ausfahren der Teleskopkolben 2 und 12 bewegen sich die Steuerkolben
24 unter der Wirkung der Federn 27 soweit nach unten, bis sie ihre Endstellung erreicht
haben. Durch die damit verbundene Zunahme des Volumens der Räume 23 entsteht in
denselben ein Unterdruck der zu einem Nach saugen von Druckmedium durch die Nachsaugbohrungen
25 führt, sodaß die Räume 23 stets mit dem Druckmedium gefüllt sind.
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Beim Einfahren der Teleskopkolben 2 und 12 sowie des Kolbens 30 bleiben
die Ventile 18 so lange geschlossen, bis die Steuerkolben 24 auf den Boden 3 des
Zylinders 1 beziehungsweise auf die Wand 6 des äußeren Steuerkolbens 2 aufsetzen.
Da die Steuerkolben 24 im nach unten verschobenen Zustand über die Vorsprünge 16
der Teleskopkolben 2 und 12 hinaus vorstehen, ist dieses eher der Fall, als die
Teleskopkolben 2 und 12 ihre Endstellung erreicht haben. Durch das Aufsetzen der
Steuerkolben 24 auf den Boden 3 beziehungsweise auf die Wand 6 werden die Steuerkolben
24 in die Räume 23 zurückbewegt, wodurch sich in diesen Räumen 23 ein Druckanstieg
ergibt.
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Durch diesen Druckanstieg werden wieder die Führungskolben 21 der
Ventile 18 beaufschlagt, sodaß diese geöffnet werden. Über die Rückschlagventile
29 kann der Druck in den Räumen 23 so weit abgebaut werden, daß eine Gefährdung
der beanspruchten Bauteile nicht gegeben ist.
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Nach dem Öffnen der Ventile 18 sind sämtliche Druckräume 59 11 und
31 wieder miteinander verbunden und dieses ist, wie schon erwähnt, vor dem endgültigen
Aufsetzen der Teleskopkolben 2 und 12 sowie des Kolbens 30 der Fall. Dieses ist
bei verschiedenen Einsatzzwecken nicht nur erwünscht, sondern sogar zwingend vorgeschrieben,
beispielsweise im Fahrstuhlbau-Bereich.
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Beim Ausfahren der Teleskopkolben 2 und 12 sowie des Kolbens 3o hingegen
erfolgt praktisch unmittelbar nach Beginn des Ausfahrvorganges die Schließung der
Ventile 18, sodaß der angestrebte Gleichlauf aller Kolben gewährleistet ist.
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Bezugszeichen 1 Zylinder 2 äußerer Teleskopkolben 3 Boden 4 Bohrung
5 Zylinderkammer 6 Wand 7 Dichtring 8 Ringkammer 9 Zylinderkopf lo Dichtung 11 Hohlraum
12 innerer Teleskopkolben 13 Wand 14 Dichtring 15 Querbohrung 16 Vorsprünge 17 Verbindungskanal
18 Ventil 19 Schließkörper 20 Feder 21 Führungskolben 22 Ventilkammer 23 Räume 24
Steuerkolben 25 Nachsaugbohrung 26 Kugel 27 Feder 28 Verbindungsbohrung 29 Rückschlagventil
30 Kolben 31 Hohlraum 32 Querbohrung 33 Ringräume