[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE3713997C2 - Hydropneumatischer Verbundzylinder - Google Patents

Hydropneumatischer Verbundzylinder

Info

Publication number
DE3713997C2
DE3713997C2 DE3713997A DE3713997A DE3713997C2 DE 3713997 C2 DE3713997 C2 DE 3713997C2 DE 3713997 A DE3713997 A DE 3713997A DE 3713997 A DE3713997 A DE 3713997A DE 3713997 C2 DE3713997 C2 DE 3713997C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
oil
cylinder
chamber
hydraulic chamber
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3713997A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3713997A1 (de
Inventor
Sumio Sugahara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of DE3713997A1 publication Critical patent/DE3713997A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3713997C2 publication Critical patent/DE3713997C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/06Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor involving features specific to the use of a compressible medium, e.g. air, steam
    • F15B11/072Combined pneumatic-hydraulic systems
    • F15B11/076Combined pneumatic-hydraulic systems with pneumatic drive or displacement and speed control or stopping by hydraulic braking
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/212Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/216Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being pneumatic-to-hydraulic converters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/405Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/415Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41572Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a pressure source and an output member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/505Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50554Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure downstream of the pressure control means, e.g. pressure reducing valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/515Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit
    • F15B2211/5151Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit being connected to a pressure source and a directional control valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7055Linear output members having more than two chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/765Control of position or angle of the output member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/77Control of direction of movement of the output member
    • F15B2211/7716Control of direction of movement of the output member with automatic return

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Actuator (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Verbundzylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wenn verschiedene bewegbare Teile mechanisch betätigt werden, wird im allgemeinen ein Bewegungssteuersystem mit einem Pneumatikzylinder oder einem Hydraulikzylinder ver­ wendet, wobei diese Zylindermechanismen auch als Puffer­ einheit verwendet werden, wenn die bewegbaren Elemente angehalten werden.
Bei einem solchen Mechanismus mit einem Pneumatikzylinder ist das zur Steuerung der Bewegung verwendete Medium Luft, so daß die gesamte Vorrichtung hauptsächlich einen Luftzylinder, ein Schaltventil und ein Steuersystem um­ faßt. Diese Vorrichtung kann daher preiswert erstellt werden; da es sich aber bei Luft um ein komprimierbares Fluid handelt, ist die Ansprechbarkeit des Mechanismus, wenn die bewegbaren Teile angehalten werden, oft von nur mäßiger Verläßlichkeit.
Um diese Nachteile zu überwinden, ist bei einer mechani­ schen Bremseinrichtung eine Kolbenstange vorgesehen. Die­ se Kolbenstange bewegt sich im Falle des Anhaltens mit einem mittleren Bremshub während einer bestimmten Zeitpe­ riode in einen aktuellen Bremszustand, so daß die beweg­ baren Elemente über die vorbestimmte Anhaltestellung hin­ auslaufen und die Positioniergenauigkeit der bewegbaren Elemente nicht erreicht wird.
Die oben erwähnte mechanische Bremseinrichtung besitzt darüber hinaus weitere Nachteile, wie eine kleine Halte­ kraft, geringe Zuverlässigkeit, Abnützung der Bremse auf­ grund wiederholten Gebrauchs für lange Zeit, woraus eine Verschlechterung der Bremseigenschaften resultiert.
Da bei dem ölhydraulischen Zylindermechanismus das ver­ wendete Druckmedium (Öl) inkompressibel ist und die Kol­ benbewegung sofort stoppt, wenn die Zufuhr von Hochdruck­ öl in den Zylinder gestoppt wird, ist die Positionierge­ nauigkeit des Steuersystems gut. Durch das inkompressible Druckmedium kann eine höhere Leistung und eine größere Haltekraft zur Verfügung gestellt werden. Da aber Ölhy­ draulikeinheiten im allgemeinen teuer und platzaufwendig sind, ist es schwierig, eine preiswerte und raumsparende Einheit zu finden.
Um die Nachteile der oben erwähnten Zylindermechanismen auszuschalten, wird eine Kombination zweier Zylinderein­ heiten in Tandemanordnung oder parallel verbunden, um ein bewegliches Teil zum einen durch einen pneumatischen Druck anzutreiben und zum anderen durch einen hydrauli­ schen Druck abzubremsen, wobei die Lage des beweglichen Teiles durch ein in der Ölleitung des ölhydraulischen Sy­ stems angeordneten Stoppventils gesteuert wird.
Da bei einem solchen Mechanismus das bewegliche Teil durch ein pneumatisches System bewegt und durch ein ölhy­ draulisches System gestoppt wird, kann die Einrichtung verglichen mit dem Fall, daß das gesamte System auf ölhy­ draulischer Basis zusammengestellt ist, preiswert sein. Die Positioniergenauigkeit des beweglichen Teiles kann durch die Steuerung mittels Ölhydraulik verbessert wer­ den. Die Einrichtung erfüllt auch Ansprüche an die Wirt­ schaftlichkeit und die Betriebsbedingungen, da das Stopp­ ventil in der Ölleitung des Ölhydrauliksystems als Steue­ rung des beweglichen Teiles vorgesehen ist und bloß ge­ öffnet oder geschlossen zu werden braucht.
Da mehrere unabhängige Zylindereinheiten in Tandemanord­ nung oder parallel zueinander angeordnet sind und mitein­ ander verbunden sind, wachsen die Längsabmessung oder die seitlichen Abmessungen durch die mehreren Zylindereinhei­ ten an. Diese Konstruktion ist daher hinsichtlich ihrer Kompaktheit und Größe verbesserungswürdig.
Darüber hinaus gibt es keine Austauschbarkeit in der Puf­ fereinrichtung, wenn das bewegliche Teil angehalten wird.
Aus H. Reuschenbach, "Ein neues Konstruktionsprinzip für hydro­ pneumatische Stellzylinder" in DE-Z O + OP "Ölhydraulik und Pneumatik" 26 (1982) Nr. 8, S. 594 u. 595, ist ein hydropneumatischer Ver­ bundzylinder bekannt, der einen pneumatischen Zylindermechanis­ mus und einen ölhydraulischen Bremszylindermechanismus aufweist, der mit dem pneumatischen Zylindermechanismus in konzentrischer Anordnung verbunden ist. Eine Ölleitung verbindet die vordere Kammer und die hintere Kammer des ölhydraulischen Zylindermecha­ nismus mit einem Steuerventil, das zum Steuern des Ölstroms in der Ölleitung vorgesehen ist. Gemäß dieses Standes der Technik wird der Ölfluß von der einen Kammer in die andere Kammer bei Bewegung des Kolbens dadurch ermöglicht, daß eine Stange, die in der als Hohlstange ausgebildeten Kolbenstange beweglich angeord­ net ist, ein Ventil öffnet, so daß Hydraulikfluid von der einen Kammer in den Hohlraum des Kolbens und der sich daran anschlie­ ßenden hohlen Kolbenstange eindringen kann und von dort in die andere Kammer austreten kann. Diese Bewegung kann auch umgekehrt erfolgen.
Bei diesem Stand der Technik ist jedoch noch nachteilig, daß die Abmessungen sehr groß sind, was den Nachteil von nur beschränk­ ten Einsatzmöglichkeiten mit sich bringt. Insbesondere sind die großen Längenabmessungen nachteilig. Aufgrund der ungleichen Vo­ lumenänderung beim Öffnen des Ventils zwischen Kammern, bedingt dadurch, daß in einer der Kammern die hohle Kolbenstange ange­ ordnet ist und in der anderen Kammer nur Hydraulikfluid vorhan­ den ist, ergibt sich ein relatives Ansteigen oder Abfallen der Hydraulikfluide, das in keinem Gleichgewicht gehalten werden kann. Demzufolge ist es notwendig, die Ungleichheit durch eine Gaskammer auszugleichen, was wiederum die Vorrichtung an ihren Abmessungen vergrößert und deren Aufbau verkompliziert.
Aus dem DE-GM 19 22 304 ist ein hydropneumatischer Verbundzylin­ der bekannt, mit einem ölhydraulischen Bremszylindermechanismus und einem doppeltwirkenden pneumatischen Antriebszylindermechanismus, der den Bremszylindermechanismus in konzentrischer Anordnung umhüllt, wobei der Bremszylindermecha­ nismus eine vordere und eine hintere Kammer aufweist, die kon­ zentrisch angeordnet ist, wobei die vordere Kammer die hintere Kammer umhüllt.
Bei dem Verbundzylinder dieses Standes der Technik ist jedoch nachteilig, daß eine unbewegliche Lage des Bremszylindermecha­ nismus nicht gewährleistet ist, so daß der mit einer bewegbaren Einheit verbundene Kolben von dieser weiterhin bewegt werden kann, so daß keine definierte Stellung der bewegbaren Einheit erzielt wird. Denn bei Anlage von einer äußeren Kraft an den äußeren ringförmigen Kolben und Wegfall der Druckluft im inneren Zylinder bewegt sich aufgrund des freien Öldurchlaufs in dem zweiten Ölkanal trotz geschlossenem Steuerventil in dem ersten Ölkanal die Kolbenstange zusammen mit dem Kolben im inneren Zy­ linder weiter. Demzufolge kann mit dem Verbundzylinder dieses Standes der Technik keine definierte Bremsstellung bei weiterhin anliegender äußerer Kraft erreicht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen hydropneumatischen Verbundzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die stationäre Stellung bei äußerer Be­ lastung in beiden Richtungen und unabhängig vom pneumatischen Druck beibehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Erfindungsgemäß zeichnet sich der hydropneumatische Verbundzy­ linder dadurch aus, daß eine hohle Kolbenstange vorgesehen ist, die die hintere ölhydraulische Kammer entlang der Mittenachse umfaßt, und ein Kolben, der am äußeren Umfang eines axialen En­ des der hohlen Kolbenstange vorgesehen ist, in einem Zylinder eingesetzt ist, der die vordere ölhydraulische Kammer umfaßt, wobei die hohle Kolbenstange eine Trennwand zwischen der vorde­ ren und der hinteren ölhydraulischen Kammer bildet. Weiterhin ist eine Stange vorgesehen, die sich mit einem Ende als Kolben in die hintere ölhydraulische Kammer erstreckt und mit dem ande­ ren Ende eine starre Verbindung zu dem Zylinder aufweist, wobei die Volumenänderungen der vorderen ölhydraulischen Kammer und der hinteren ölhydraulischen Kammer so ausgeglichen werden, daß die Verschiebungs- oder Bewegungsrichtungen, die die Volumen­ verringerung der vorderen ölhydraulischen Kammer und den Volu­ menanstieg der hinteren ölhydraulischen Kammer und umgekehrt hervorrufen, gleich sind, wobei die vordere ölhydraulische Kam­ mer und die hintere ölhydraulische Kammer über Ölleitungen mit­ einander verbunden sind, in denen ein Steuerventil zur Steuerung des Ölflusses vorgesehen ist, und wobei bei gesperrtem Steuer­ ventil eine Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung des Kolbens unter­ bunden ist.
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Schnittansicht eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydropneumatischen Verbundzylinders und
Fig. 2 in einer Schnittansicht eine zweite Ausführungsform eines eines erfindungsgemäßen hydropneumatischen Verbundzylinders.
Die Fig. 1 zeigt ein Steuersystem zum Bewegen eines beweglichen Teils gemäß einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydraulischen Verbundzylinders.
Das in Fig. 1 gezeigte erste Ausführungsbeispiel besitzt eine Hohlstange 2, die einen Kolben und eine Kolbenstange umfaßt, eine erste hohle Kolbenstange 22, die ebenso als erster Zylinder 23 wirkt, einen ersten Kolben 24, der an dem einen Ende der ersten Kolbenstange 22 an­ gebracht ist, eine zweite hohle Kolbenstange 25, die auch als zweiter Zylinder 26 wirkt, eine dritte hohle Kolben­ stange 27, die auch als dritter Zylinder 28 wirkt, einen zweiten Kolben 29, der an einem Ende der dritten Kolben­ stange 27 vorgesehen ist, und einen vierten Zylinder 30.
Die Hohlstange 21, die zweite Kolbenstange 25 und der vierte Zylinder 30 dieser Bauteile des dritten Ausfüh­ rungsbeispieles sind derart in konzentrischer Anordnung ineinander integriert, daß die Hohlstange 21 in der Mitte angeordnet, die zweite Kolbenstange 25 außen um die Hohl­ stange 21 herum und der vierte Zylinder 30 außen um die Kolbenstange 25 herum.
Die erste Kolbenstange 22 und die dritte Kolbenstange 27 sind ebenfalls in konzentrischer Anordnung miteinander integriert verbunden, so daß die erste Kolbenstange 22 innen und die dritte Kolbenstange 27 außen angeordnet ist.
Darüber hinaus sind jeweils die Hohlstange 21 und der er­ ste Zylinder 23, der erste Kolben 24 und der zweite Zy­ linder 26, der zweite Zylinder 26 und der dritte Zylinder 28, der zweite Kolben 29 und der vierte Zylinder 30 genau ineinander passend und in abdichtender Weise gegeneinan­ der verschiebbar angeordnet.
Bei der oben beschriebenen Anordnung verändert der erste Zylinder 23 sein Volumen durch seine Relativbewegung mit der Hohlstange 21, um eine hintere ölhydraulische Kammer 31 zu bilden.
Der zweite Zylinder 26 variiert sein Kammervolumen an beiden Seiten durch seine Relativbewegung mit dem ersten Kolben 24 derart, daß die erste Seite eine vordere ölhy­ draulische Kammer 32 bildet und daß die andere Seite eine offene Kammer 34 bildet, die über eine Öffnung 33 mit der Atmosphäre verbunden ist.
Der dritte Zylinder 28 variiert sein Kammervolumen durch seine Relativbewegung mit der zweiten Kolbenstange 25, um eine offene Kammer 35 zu bilden, die über eine Öffnung 36 mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
Der vierte Zylinder 30 variiert sein Kammervolumen an beiden Seiten durch eine Relativbewegung mit dem zweiten Kolben 29 derart, daß eine Seite eine hintere pneumati­ sche Kammer 37 und die andere Seite eine vordere pneuma­ tische Kammer 38 bildet.
Die hintere ölhydraulische Kammer 31 und die vordere öl­ hydraulische Kammer 32 stehen über eine ein Steuerventil 39 aufweisende Ölleitung 40 miteinander in Verbindung.
Die in Fig. 1 gezeigte Leitung 40 umfaßt einen hohlen Ab­ schnitt 41 der Hohlstange 21, eine die Zylinderwandung des zweiten Zylinders 26 durchsetzende Leitung 42, Lei­ tungen 43a und 43b, die zwischen dem hohlen Abschnitt 41 und der Leitung 42 in der in Fig. 1 gezeigten Art ange­ ordnet sind, und ein Steuerventil 39. Das Steuerventil 39 kann z. B. als zwischen den Leitungen 43a und 43b vorgese­ henes elektromagnetisches Stoppventil ausgebildet.
Über die Leitungen 45a und 45b ist mit der hinteren pneu­ matischen Kammer 37 bzw. mit der vorderen pneumatischen Kammer 38 eine pneumatische Einheit mit einem Kompressor, einem Druckregeltank, einem Schaltventil und einer Steue­ rung verbunden.
Zwischen der Hohlstange 21 und der ersten hohlen Kolbenstange 22, zwischen dem ersten Kolben 24 und dem zweiten Zylinder 26, zwischen der zweiten hohlen Kolbenstange 25 und dem zweiten Kol­ ben 29, bzw. zwischen dem zweiten Kolben 29 und dem vierten Zy­ linder 30 sind luftdichte bzw. flüssigkeitsdichte Dichtungen 18 angebracht.
Die bewegbare Einheit 19 kann jedes bewegliche Teil sein, bei­ spielsweise ein beweglicher Tisch einer Werkzeugmaschine, ein Scanner für einen Sensor, ein Trog für ein Lagerregal oder ein Schaltelement einer mechanischen Schalteinrichtung.
Wenn bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die bewegbare Einheit 19 bewegt wird, wird das Steuerventil (Stoppventil) 39 der Ölleitung 40 geöffnet, um eine Ver­ bindung zwischen der hinteren Kammer 31 und der vorderen Kammer 32 herzustellen. Durch die mit der Pneumatikein­ heit 44 verbundene Leitung 45a wird unter hohem Druck stehende Druckluft in die hintere Pneumatikkammer 37 ein­ geleitet.
Wenn die Druckluft in die hintere Pneumatikkammer 37 ein­ geleitet wird, wird die dritte Kolbenstange 27 unter Ein­ wirkung des Luftdruckes durch den zweiten Kolben 29 aus dem vierten Zylinder 30 herausgeschoben. Die mit der dritten Kolbenstange 27 gekoppelte erste Kolbenstange 22 wird dementsprechend aus dem zweiten Zylinder 26 ausge­ schoben. Diese Ausschiebebewegungen der Kolbenstange wer­ den auf die bewegbare Einheit 19 übertragen, um deren Be­ wegung in eine vorbestimmte Richtung zu bewirken.
Wenn das Volumen in der vorderen Kammer 32 abnimmt, nimmt das Volumen in der hinteren Kammer 31 gleichzeitig zu. Somit strömt das Öl aus der vorderen Kammer 32 über die Ölleitung 40 in die hintere Kammer 31, wie bereits oben beschrieben wurde.
Wenn dann die in Bewegung befindliche bewegbare Einheit 19 an einer gewünschten Position innerhalb des effektiven Hubs angehalten wird, wird das Steuerventil 39 der Öllei­ tung 40 geschlossen, um die Ölleitung 40 zwischen der hinteren Kammer 31 und der vorderen Kammer 32 zu unter­ brechen. Da somit der Strom des inkompressiblen Fluids (Öl) sowohl in der Kammer 31 als auch in der Kammer 32 gestoppt wird, können sich die Kolbenstangen nicht mehr bewegen, wie bereits in den ersten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde. Die bewegbare Einheit 19 hält dement­ sprechend gleichzeitig an, wenn das Steuerventil 39 ge­ schlossen wird.
Um die bewegbare Einheit 19 in zu der oben beschriebenen Richtung umgekehrten Richtung zu bewegen, wird in die vordere Kammer 38 Druckluft eingeführt, um die Kolben­ stangen in die jeweiligen Zylinder einzuschieben. Wird in diesem Fall das Steuerventil 39 der Ölleitung 40 ge­ schlossen, um den Ölstrom zwischen der hinteren Kammer 31 und der vorderen Kammer 32 zu unterbrechen, so hält die bewegbare Einheit 19 wieder in einer vorbestimmten Stel­ lung an.
Sollte jedoch ihr Volumenaustausch nicht gleich sein, so kann in der Ölleitung, oder wie in Fig. 2 gezeigt, in einem ölhydraulischen Kolben eine Ölkammer vorgesehen sein.
Das Steuerventil 39 ist aus einem Stoppventil und einem Drosselventil zusammengesetzt. Es kann sich auch um ein einzelnes Ventil handeln, das eine Drossel- und Abschalt­ funktion umfaßt.
Die Leitung 43b des ölhydraulischen Systems kann so ange­ ordnet sein, wie durch die mit Doppelpunkten versehene unterbrochene Linie in Fig. 1 dargestellt ist. In diesem Fall kann die die Zylinderwand 42 des zweiten Zylinders 25 durchdringende Leitung 42 weggelassen werden.
Wenn die Kolbenstangen ortsfest angebracht werden, werden die Zylinder zur Ausschubseite.
Im folgenden wird anhand der Fig. 2 ein zweites Ausfüh­ rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen hydropneumatischen Ver­ bundzylinders beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel wird für ein Bewegungssteuersystem einer bewegbaren Ein­ heit verwendet und ist im wesentlichen gleich, wie der doppelwirkende Zylinder gem. Fig. 1 aufgebaut.
Es werden daher bloß die Unterschiede des zweiten Ausfüh­ rungsbeispieles zu dem dem ersten Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 beschrieben.
In Fig. 2 ist ein zweiter Zylinder 26 fest mit beiden Stirnseiten des vierten Zylinders 30 verbunden.
Eine dritte Kolbenstange 27a ist aus einer Vielzahl von Kolbenstangen aufgebaut und unterscheidet sich von der oben beschriebenen zylindrischen Gestalt. Eine erste Kol­ benstange 22 ist über eine plattenartige Kupplung 26, beispielsweise einer in Fig. 2 gezeigten Zugplatte, mit den Kolbenstangen 27a verbunden.
Aus diesem Grund sind der dritte Zylinder 28 und die of­ fene Kammer 35 des in Fig. 1 gezeigten ersten Ausfüh­ rungsbeispieles bei dem zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 2 nicht vorgesehen.
Eine der beiden Leitungen 43a und 43b, nämlich die Lei­ tung 43b, der Ölleitung 40 ist so angeordnet, wie durch die mit Doppelpunkten versehene unterbrochene Linie in Fig. 2 dargestellt ist. Im Falle der ausgezogenen Linie ist die Leitung 43b mit einer Öffnung 47 verbunden.
Wenn eine nicht dargestellte Öffnung, die mit einer hin­ teren hydraulischen Kammer 31 in Verbindung steht, das linksseitige Ende einer ersten Kolbenstange 22 durch­ setzt, kann die Leitung 43a mit dieser Öffnung verbunden werden. In diesem Fall kann die Hohlstange 21 als normale Stange ohne einen hohlen Abschnitt 41 ausgebildet sein.
Außerdem können die unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschriebenen Modifizierungen auch bei dem zweiten Aus­ führungsbeispiel gem. Fig. 2 vorgesehen sein.
Die bewegbare Einheit 19 wird bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein pneumatisches System be­ wegt, während die Steuerung der Positionierung der beweg­ baren Einheit durch ein ölhydraulisches System vorgenom­ men wird. Die Betriebsweise des hier dargestellten Aus­ führungsbeispieles ist im wesentlichen die gleiche, wie bei dem in Fig. 1 dargestellten dritten Ausführungsbei­ spiel, so daß die nähere Beschreibung an dieser Stelle weggelassen wird.
Bei dem ersten Ausführungs­ beispiel gem. der Fig. 1 können die Leitung 13 des äußeren Zylinders und die Leitung 42 der zweiten Kolbenstange 25, die auch als zweiter Zylinder 26 wirkt, im Falle, daß der äußere Zylinder und die zweite Kol­ benstange 25 doppelwandig ausgebildet sind, derart ausge­ bildet sein, daß sie den inneren Spalt des Doppelwandauf­ baues ausnutzen. In diesem Fall kann jeweils der innere Spalt mit der vorderen ölhydraulischen Kammer 32 und der Leitung 43b (Fig. 1) in Verbindung stehen, in dem in der inneren Wand der als Leitungen 43b verwen­ deten Doppelwand ein oder mehrere Öffnungen vorgesehen sind.

Claims (2)

1. Hydropneumatischer Verbundzylinder mit einem ölhydraulischen Bremszylindermechanismus und einem doppeltwirkenden pneumati­ schen Antriebszylindermechanismus (29, 30, 37, 38), der den Bremszy­ lindermechanismus in konzentrischer Anordnung umhüllt, wobei der Bremszylindermechanismus eine vordere (32) und eine hintere (31) Kammer aufweist, die konzentrisch angeordnet ist, wobei die vor­ dere Kammer (32) die hintere Kammer (31) umhüllt,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine hohle Kolbenstange (22) vorgesehen ist, die die hintere ölhydraulische Kammer (31) entlang der Mittenachse umfaßt, und daß ein Kolben (24), der am äußeren Umfang eines axialen Endes der hohlen Kolbenstange (22) vorgesehen ist, in einem Zylinder (26) eingesetzt ist, der die vordere ölhydraulische Kammer (32) umfaßt, wobei die hohle Kolbenstange (22) eine Trennwand zwischen der vorderen (32) und hinteren (31) ölhydraulischen Kammer bil­ det, und
daß eine Stange vorgesehen ist, die sich mit einem Ende als Kol­ ben in die hintere ölhydraulische Kammer (31) erstreckt und mit dem anderen Ende eine starre Verbindung zu dem Zylinder (26) aufweist,
wobei die Volumenänderungen der vorderen ölhydraulischen Kammer (32) und der hinteren ölhydraulischen Kammer (31) so ausgegli­ chen werden, daß die Verschiebungs- oder Bewegungsrichtun­ gen, die die Volumenverringerung der vorderen ölhydraulischen Kammer (32) und den Volumenanstieg der hinteren ölhydraulischen Kammer (31) und umgekehrt hervorrufen, gleich sind,
wobei die vordere ölhydraulische Kammer (32) und die hintere öl­ hydraulische Kammer (31) über Ölleitungen (40, 41, 42) miteinander verbunden sind, in denen ein Steuerventil (39) zur Steuerung des Ölflusses vorgesehen ist, und
wobei bei gesperrtem Steuerventil (39) eine Vorwärts- bzw. Rück­ wärtsbewegung des Kolbens (24) unterbunden ist.
2. Hydropneumatischer Verbundzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) und die Kolbenstange (22) einstückig ausgebildet sind.
DE3713997A 1986-04-30 1987-04-27 Hydropneumatischer Verbundzylinder Expired - Fee Related DE3713997C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61100600A JPS62258207A (ja) 1986-04-30 1986-04-30 複合流体圧シリンダ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3713997A1 DE3713997A1 (de) 1987-11-05
DE3713997C2 true DE3713997C2 (de) 1994-12-22

Family

ID=14278355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3713997A Expired - Fee Related DE3713997C2 (de) 1986-04-30 1987-04-27 Hydropneumatischer Verbundzylinder

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4907495A (de)
JP (1) JPS62258207A (de)
DE (1) DE3713997C2 (de)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05340407A (ja) * 1992-06-04 1993-12-21 Etsuo Ando 流体シリンダ
US6129358A (en) * 1997-12-23 2000-10-10 Caterpillar Inc. Unidirectional rod sealing ring for a hydraulic cylinder
DE60219708T2 (de) * 2001-02-09 2007-12-27 Technology Investments Ltd. Hydropneumatisches Aufhängungssystem
US6526865B2 (en) 2001-04-25 2003-03-04 Smc Corporation Of America Weld cylinder
US7073643B2 (en) * 2003-10-27 2006-07-11 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Compensated rod for a frequency dependent damper shock absorber
US8359856B2 (en) 2008-04-09 2013-01-29 Sustainx Inc. Systems and methods for efficient pumping of high-pressure fluids for energy storage and recovery
US8448433B2 (en) 2008-04-09 2013-05-28 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using gas expansion and compression
US8479505B2 (en) 2008-04-09 2013-07-09 Sustainx, Inc. Systems and methods for reducing dead volume in compressed-gas energy storage systems
US20100307156A1 (en) * 2009-06-04 2010-12-09 Bollinger Benjamin R Systems and Methods for Improving Drivetrain Efficiency for Compressed Gas Energy Storage and Recovery Systems
US7802426B2 (en) 2008-06-09 2010-09-28 Sustainx, Inc. System and method for rapid isothermal gas expansion and compression for energy storage
US7958731B2 (en) 2009-01-20 2011-06-14 Sustainx, Inc. Systems and methods for combined thermal and compressed gas energy conversion systems
US8240140B2 (en) 2008-04-09 2012-08-14 Sustainx, Inc. High-efficiency energy-conversion based on fluid expansion and compression
US7832207B2 (en) * 2008-04-09 2010-11-16 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using compressed gas
US8225606B2 (en) 2008-04-09 2012-07-24 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using rapid isothermal gas expansion and compression
US8677744B2 (en) 2008-04-09 2014-03-25 SustaioX, Inc. Fluid circulation in energy storage and recovery systems
US8037678B2 (en) 2009-09-11 2011-10-18 Sustainx, Inc. Energy storage and generation systems and methods using coupled cylinder assemblies
US8474255B2 (en) 2008-04-09 2013-07-02 Sustainx, Inc. Forming liquid sprays in compressed-gas energy storage systems for effective heat exchange
US8250863B2 (en) 2008-04-09 2012-08-28 Sustainx, Inc. Heat exchange with compressed gas in energy-storage systems
US20090315376A1 (en) * 2008-06-19 2009-12-24 Takuro Nishiwaki Reclinable chair with adjustable parallel locking gas spring device
WO2010105155A2 (en) 2009-03-12 2010-09-16 Sustainx, Inc. Systems and methods for improving drivetrain efficiency for compressed gas energy storage
US8104274B2 (en) 2009-06-04 2012-01-31 Sustainx, Inc. Increased power in compressed-gas energy storage and recovery
WO2011056855A1 (en) 2009-11-03 2011-05-12 Sustainx, Inc. Systems and methods for compressed-gas energy storage using coupled cylinder assemblies
US8191362B2 (en) 2010-04-08 2012-06-05 Sustainx, Inc. Systems and methods for reducing dead volume in compressed-gas energy storage systems
US8171728B2 (en) 2010-04-08 2012-05-08 Sustainx, Inc. High-efficiency liquid heat exchange in compressed-gas energy storage systems
US8234863B2 (en) 2010-05-14 2012-08-07 Sustainx, Inc. Forming liquid sprays in compressed-gas energy storage systems for effective heat exchange
US8495872B2 (en) 2010-08-20 2013-07-30 Sustainx, Inc. Energy storage and recovery utilizing low-pressure thermal conditioning for heat exchange with high-pressure gas
US8578708B2 (en) 2010-11-30 2013-11-12 Sustainx, Inc. Fluid-flow control in energy storage and recovery systems
US8746128B2 (en) * 2011-03-01 2014-06-10 Tonand Brakes Inc. Variable displacement piston-in-piston hydraulic unit
WO2012158781A2 (en) 2011-05-17 2012-11-22 Sustainx, Inc. Systems and methods for efficient two-phase heat transfer in compressed-air energy storage systems
US20130091836A1 (en) 2011-10-14 2013-04-18 Sustainx, Inc. Dead-volume management in compressed-gas energy storage and recovery systems
CN102644633A (zh) * 2012-05-02 2012-08-22 西安交通大学 一种任意位置锁紧平衡油缸
US9145324B2 (en) * 2012-12-20 2015-09-29 Corning Incorporated Roller pairs for processing glass ribbons and draw apparatuses incorporating the same
CN103742482A (zh) * 2014-01-15 2014-04-23 鞍钢股份有限公司 一种结晶器液压缸气动锁紧机构及其使用方法
US9541104B2 (en) 2014-01-16 2017-01-10 Ge Oil & Gas Pressure Control Lp Inertially stable actuator with telescoping supply port
CN104074836A (zh) * 2014-06-30 2014-10-01 南京蒙福液压机械有限公司 一种高速液压缸缓冲机构
US9494168B2 (en) * 2014-08-26 2016-11-15 Ut-Battelle, Llc Energy efficient fluid powered linear actuator with variable area and concentric chambers
CN105179365B (zh) * 2015-10-05 2017-03-22 济南大学 一种动力输出角度可调式组合液压缸
BE1023286B1 (nl) 2015-11-10 2017-01-20 Gilbos Nv Spanningscompensator
US10260534B2 (en) 2016-11-09 2019-04-16 Caterpillar Inc. Hydraulic flowpath through a cylinder wall
WO2019152852A2 (en) * 2018-02-01 2019-08-08 Vanderbilt University Cylinder actuator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3176801A (en) * 1962-10-12 1965-04-06 Northrop Corp Precision motion control device
US3546680A (en) * 1968-05-01 1970-12-08 Massachusetts Inst Technology Parallel storage control system
BE758207A (fr) * 1969-11-25 1971-04-01 Weyman Henry W Ensembles de cylindre pneumatique
JPS4838158U (de) * 1971-09-08 1973-05-10
US3830139A (en) * 1972-07-31 1974-08-20 Pml Precision Mechanisms Ltd Pneumatic actuator
US3905425A (en) * 1972-12-26 1975-09-16 Carl D Jackson Hydraulic stabilizer for limiting movement
FR2225643B1 (de) * 1973-04-14 1978-03-10 Kondo Mfg
DE2607157A1 (de) * 1976-02-21 1977-08-25 Karl Pflumm Vorschubzylinder mit eingebauter oelbremse
JPS5584302U (de) * 1978-12-06 1980-06-10
DE3017403A1 (de) * 1980-05-07 1981-11-12 Stabilus Gmbh, 5400 Koblenz Hydropneumatischer vorschubzylinder
DE3040483A1 (de) * 1980-10-28 1982-06-16 Stabilus Gmbh, 5400 Koblenz Gasfeder mit hydraulischer blockierung
US4528894A (en) * 1982-11-22 1985-07-16 Lord Corporation Hydropneumatic drive apparatus
US4765225A (en) * 1986-08-22 1988-08-23 Birchard William G Digitally controlled air-over-hydraulic actuator and method

Also Published As

Publication number Publication date
US4907495A (en) 1990-03-13
JPH0438927B2 (de) 1992-06-26
DE3713997A1 (de) 1987-11-05
JPS62258207A (ja) 1987-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3713997C2 (de) Hydropneumatischer Verbundzylinder
DE60005303T2 (de) Vorrrichtung zur verringerung des rückstosses mit bremse, bremskompensator und rohrvorholer
DE69702733T2 (de) Druckgesteuerte Betätigungseinrichtung
EP1249619B1 (de) Ventileinheit mit entsperrbarem Rückschlagventil und damit ausgestatteter fluidbetätigter Antrieb
DE2031415C2 (de) Mechanisch-hydraulische Vorrichtung zur Folgesteuerung der Bewegungen eines ein Federbein und dessen Abdecktüre aufweisenden Fahrwerkes
DE2419654B2 (de) Koaxialventil
EP0737610A2 (de) Hydraulische Zahnstangenlenkung
DE2308291B2 (de) Stellantrieb mit Rückschnellfederung für Ventile u.dgl
EP0669469A1 (de) Fluidisch betätigbarer Drehantrieb
DE3218527C2 (de)
DE29815317U1 (de) Kolbenstangenloser fluidbetätigter Linearantrieb
DE2161459C3 (de) Hydrostatisch angetriebene Doppelpumpe
DE1502839B2 (de) Lufthydraulischer schubkolbentrieb
DE2155409A1 (de) Hydraulischer Kraftverstärker
DE29908563U1 (de) Linearwegschieber
DE102008059437B3 (de) Hydraulisches Steuerventil mit zwei Steuerkolben für einen einseitig arbeitenden Differentialzylinder
DE2401661A1 (de) Hydraulischer bremsverstaerker
DE19757157C2 (de) Hydraulischer Linearantrieb
EP0233500B1 (de) Mit einem Druckmedium arbeitende Betätigungsvorrichtung
DE3506596A1 (de) Steuerventil zum steuern der druckbeaufschlagung eines hydraulikstellgliedes
DE1453513C3 (de) Folgekolbensteuervorrichtung für eine hydrostatische Maschine
DE3110855A1 (de) Arbeitszylinder mit drei stellungen
EP0520255A1 (de) Hydraulische Arbeitsvorrichtung
DE1576088C (de) Schnellentlastungsventil für hydraulische Kraftzylinder
DE29900850U1 (de) Fluidbetätigter Linearantrieb

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: F15B 11/04

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee