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Dokumentenidentifikation DE10361807A1 28.07.2005
Titel Hubsystem zum Anheben und Absenken und/oder Verschieben grosser Lasten
Anmelder Kallenberger, Herbert, 73240 Wendlingen, DE
Erfinder Kallenberger, Herbert, 73240 Wendlingen, DE;
Muschong, Günther, 71394 Kernen, DE
Vertreter Wolf & Lutz, 70193 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 30.12.2003
DE-Aktenzeichen 10361807
Offenlegungstag 28.07.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.07.2005
IPC-Hauptklasse B66F 3/24
Zusammenfassung Bei einem Hubsystem zum Anheben und Absenken und/oder Verschieben großer Lasten, mit einer Anzahl individuell ansteuerbarer, gleichzeitig zu mehreren aktivierbaren hydraulischer Hubzylinder (11), die je einen Kolben (18) haben, der eine einseitige bewegliche Begrenzung eines Antriebsdruckraumes (19) bildet, durch dessen Druck-Baufschlagung der Kolben (18) zur Ausführung eines Arbeitshubes relativ zum Gehäuse (17) des Zylinders (11) verschiebbar ist, und bei dessen Druckentlastung der Kolben (18) im Sinne der Ausführung einer Rückkehr-Bewegung in eine Grundstellung in der Gegenrichtung verschiebbar ist, ist jeder Hubzylinder (11) mit einem Weg-Sensor (79) ausgerüstet, der Ausgangssignale erzeugt, die in Einheiten des Kolben-Hubes auswertbar sind. Jeder Hubzylinder (11) ist mit einem eigenen Druckversorgungsaggregat (12) sowie einer eigenen elektrohydraulischen Hub-Steuereinheit (14) ausgerüstet. Der Hub-Zylinder (11), das Druckversorgungsaggregat (12) einschließlich seines Vorratsbehälters (48) und die elektrohydraulische Steuereinheit (14) sind konstruktiv als ein kompaktes Hubmodul (10) ausgeführt, dessen Funktions-Steuerung ausschließlich durch elektrische Steuersignale erfolgt. Das Druckversorgungsaggregat (12), das eine Hochdruckpumpe (13), einen diese antreibenden Elektromotor (15), ein Druckbegrenzungsventil (52) und den Vorratsbehälter (48) umfasst und die elektrohydraulische Steuereinheit (14) sind als eine seitlich am Hubzylindergehäuse (17) anmontierte ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Hubsystem zum Anheben und Absenken und/oder Verschieben großer Lasten, das eine Anzahl von individuell ansteuerbaren, gleichzeitig zu mehreren aktivierbarer Hubmodule hat, die je einen hydraulischen Hubzylinder mit einem Kolben haben, der eine einseitige bewegliche Begrenzung eines Antriebsdruckraumes bildet, durch dessen Druckbeaufschlagung der Kolben zur Ausführung eines Arbeitshubes relativ zum Gehäuse des Zylinders verschiebbar ist, und bei dessen Druckentlastung der Kolben im Sinne der Ausführung einer Rückkehr in eine Grundstellung in der Gegenrichtung verschiebbar ist, wobei jeder Hubzylinder mit einem Weg-Sensor ausgerüstet ist, der Eingangssignale erzeugt, die Einheiten des Kolben-Hubes auswertbar sind.

Hubsysteme dieser Art werden z. B. zum Anheben und/oder Absenken von Brückensegmenten, allgemein zum Positionieren von Gebäudeteilen oder Gebäuden verwendet, ggf. zu Positions-Korrekturen, die z. B. erforderlich werden, wenn im Fundamentbereich eines Gebäudes Absenkungen und damit verbundene Neigungen von Gebäudeteilen auftreten, die zu Beschädigungen führen können.

Ein derartiges Hubsystem ist auf der Internet-Seite der Firma Enerpac (www.enerpac.com) im Detail erläutert.

Bei den bekannten Hubsystemen ist jeweils einer Gruppe von Hubzylindern, die einer "synchronen" Betriebsweise zugänglich sein sollen, d. h. im wesentlichen gleichzeitig und mit gleichem Hub betreibbar sein sollen, ein gemeinsames Druckversorgungsaggregat zugeordnet, das über einen Steuerventilblock hydraulisch mit den einzelnen Hubzylindern verbunden ist, die mittels flexibler Druckschläuche an die ihnen individuell zugeordneten Steuerventile des Steuerventilblocks angeschlossen sind.

Das insoweit nach Aufbau und Funktion erläuterte, bekannte Hubsystem ist mit zumindest den folgenden Nachteilen behaftet:

Das Installieren eines solchen Hubsystems ist mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden, der im wesentlichen durch das Verlegen der Hydraulikleitungen bedingt ist.

Für den Fall, dass die Last nicht gleichmäßig auf die durch je einen Hubzylinder repräsentierten Abstützpunkte verteilbar ist, d. h. dass die von den Hubzylindern abgestützen Lastanteile dem Betrage nach verschieden sind, ist eine gleichmäßige "synchrone" Lastanhebung an sämtlichen Hubzylindern im Prinzip nicht mehr möglich sondern allenfalls noch angenähert möglich, z. B. derart, dass diejenigen Hubzylinder, die wegen unterschiedlicher Beträge der an Ihnen abgestützten Lastanteile entsprechend verschiedene Hubkräfte entfalten müssen, auch zu verschiedenen Zeiten zur Ausführung einer Teilhub-Bewegungen angesteuert werden. Im Ergebnis wird dadurch sowohl für Vorschub (Hub-)Phasen als auch für Rückkehrphasen mehr Zeit- und Steuerungsaufwand benötigt. Um hierbei einen Aufbau unerwünschter Spannungen im Lastmaterial weitestgehend auszuschließen, ist es im angenommenen Fall erforderlich, den Hub-Vorgang in eine große Anzahl von Teilhüben aufzuteilen, was allerdings wiederum mit einem erheblichen Zeitbedarf verknüpft sein kann.

Aufgabe der Erfindung ist daher ein Hubsystem der Eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sowohl der Zeitbedarf für seine Installation reduziert wird, als auch eine vergleichsweise raschere Positionsänderung der Last mittels des Hubsystems ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, dass hiernach jeder Hubzylinder mit einem eigenen Druckversorgungsaggregat sowie einer eigenen elektrohydraulischen Hub-Steuereinheit ausgerüstet ist, wobei der Hubzylinder, das Druckversorgungsaggregat einschließlich seines Vorratsbehälters und die elektrohydraulische Steuereinheit konstruktiv ein kompaktes Hubmodul bilden, dessen Funktionssteuerung ausschließlich durch elektrische Steuersignale erfolgt, wobei das Druckversorgungsaggregat eine Hochdruckpumpe, einen diese antreibende Elektromotor, ein Druckbegrenzungsventil und einen Vorratsbehälter umfasst, zusammen mit der elektrohydraulischen Steuereinheit als eine seitlich am Hubzylindergehäuse anmontierte Baugruppe ausgebildet sind, deren in Richtung der zentralen Längsachse des Hubzylinders gemessene Ausdehnung kleiner ist als die zwischen den Stützebenen des Hubzylinders gemessene minimale Höhe desselben. Dabei ist das Hubsystem in eine Anzahl gleichsam autarker Hubmodule unterteilt, die untereinander keiner hydraulischen Verbindung bedürfen, sondern hinsichtlich ihres Zusammenwirkens lediglich einer koordinierten, "simultanen" Funktion lediglich einer geeigneten elektrischen Ansteuerung bedürfen. Dank des – systembedingten – Wegfalls hydraulischer Verbindungen der Hubmodule untereinander ist die Installation des erfindungsgemäßen Hubsystems wesentlich einfacher und auch mit einem wesentlich geringeren Risiko von Installationsmängeln behaftet und daher auch im Betrieb gegen einen Schaden an einem der Hubzylinder weniger anfällig, da keine hydraulische Funktionskopplung zwischen den einzelnen Hubmodulen besteht. Das erfindungsgemäße Hubsystem bietet daher im Vergleich zu dem bekannten System auch eine relativ höhere Funktionssicherheit. Soweit, bedingt durch die der Zahl der Hubmodule entsprechende Zahl von elektrisch angetriebenen Pumpen, gegenüber dem bekannten System ein diesbezüglicher Mehraufwand hinzunehmen ist, wird dieser jedoch durch die durch die kürzeren Installations- und Demontage-Zeiten bedingten Kosteneinsparungen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten weit überkompensiert.

Ein Hubsystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 mit den Hubzylindern einzeln zugeordneten Eilgang-Antrieben, die zweckmäßigerweise so ausgelegt sind, dass die Kolben der Hubzylinder zwar rasch in Anlage mit dem zu bewegenden Objekt gefahren werden können, ihre Antriebskraft jedoch nicht ausreicht, den Last-Hub-Betrieb zu vermitteln, hat den Vorteil, das unabhängig von einer Anfangs-Stellung der Hubzylinderkolben diese sehr schnell in eine "gemeinsame" Ausgangsposition gebracht werden können, ab welcher erst der Last-Hub zu überwachen ist, der zu einer erwünschten Positionierung der Last führen soll. Für eine präzise Hub-Steuerung ist es daher nicht erforderlich, dass die einzelnen Hubzylinder in eine definierte Ausgangsposition gebracht werden; es wird als Ausgangspunkt für die Hub-Messung die Anlageposition des Hubzylinderkolbens an der Last gewählt und der Hub gleichsam von dieser Position ausgezählt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Hubmodule ist der Eilgang-Antrieb als ein in den jeweiligen Hubzylinder integrierter hydraulischer Eilgang-Zylinder, vorzugsweise als doppelt-wirkender Hydrozylinder ausgebildet, der im Rückzugsbetrieb den Kolben des Hubzylinders gleichsam mitnimmt.

Durch die Merkmale der Ansprüche 5 und 6 ist eine vorteilhaft einfache Gestaltung eines solchen, in den Hubzylinder integrierten Eilgang-Zylinders angegeben.

Bei der durch die Merkmale des Anspruchs 7 umrissenen Gestaltung von Hubmodulen eines erfindungsgemäßen Hubsystems können die Hubzylinderkolben gegenüber den Eilgang-Zylindern Kippbewegungen mit kleinen Winkelauslenkungen ausführen. Dadurch können bei jeweils großflächiger Abstützung des Hubzylindergehäuses an einer ebenen Widerlagerfläche bzw. des Hubzylinderkolbens an einer ebenen Stützfläche der Last, geringfügige Abweichungen eines parallelen Verlaufes dieser Flächen im Sinne einer großflächigen Verteilung der Vorschub- und Reaktionskräfte ausgeglichen werden.

Hierbei ist durch die Merkmale des Anspruchs 8 eine den praktisch auftretenden Bedürfnissen vollauf genügende, einfache Gestaltung des Hubzylinderkolbens angegeben.

Wenn das Druckversorgungsaggregat des jeweiligen Hubmoduls als nullometrisch geführte Hochdruckpumpe ausgebildet ist, zählt insbesondere als Kolbenpumpe, wie gemäß Anspruch 9 vorgesehen, kann diese z. B. durch Steuerung der Drehzahl eines Antriebsmotors der Pumpe auf einfache Weise zur Steuerung der Eil- und Lastgang-Bewegungen des Eilgang-Antriebs bzw. des Hubzylinders des jeweiligen Hubmoduls ausgenutzt werden. Eine diesbezüglich einfache Möglichkeit ist durch die Merkmale des Anspruchs 10 angegeben, die auch zumindest näherungsweise eine Auswertung der Ansteuersignale für den Motor bzw. die Pumpe in Einheiten des ausgeführten bzw. des auszuführenden Hubes ermöglicht.

Zur Funktionssteuerung des Hubsystems in sinnfälligerweise geeignete Druck-Ist-Wert-Signale, die mittels einer elektronischen Steuereinheit anhand plausibler Verknüpfungen zu Positions-Sollwert-Signalen verarbeitbar sind, können mittels elektronischer oder elektromechanischer Drucksensoren gemäß den Ansprüchen 11 und 12 gewonnen werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines durch ein Hubmodul repräsentierten Hubsystems zum Anheben und Absenken großer Lasten, mit einem in den Kolben eines Hubzylinders integrierten Eilgang-Zylinders, einschließlich einer zur Funktionssteuerung vorgesehenen elektrohydraulischen Steuereinheit, in schematisch vereinfachter Blockschaltbild-Darstellung,

2 eine schematisch vereinfachte Ansicht des Hubmoduls gemäß 1 zur Erläuterung eines typischen Einsatzes,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hubmoduls eines erfindungsgemäßen Hubsystems in einer der 1 entsprechenden, schematisch vereinfachten Schnitt- bzw. Blockschaltbilddarstellung.

Das in der 1 insgesamt mit 10 bezeichnete Schubmodul ist für ein Hubsystem gedacht, mit dem sehr schwere und auch dem Volumen nach große Lasten, z. B. Teilstücke von Brücken, anhebbar und absenkbar sind, wobei ein solches System eine Vielzahl (N) solcher hydraulischer Hubmodule 10 umfassen kann.

Das Hubmodul 10 umfasst seinerseits einen insgesamt mit 11 bezeichneten linearen Hubzylinder, ein insgesamt mit 12 bezeichnetes Druckversorgungsaggregat mit einer elektrisch antreibbaren Hochdruckpumpe 13 und eine insgesamt mit 14 bezeichnete elektrohydraulische Steuereinheit, mittels derer die verschiedenen Funktionen des Hubmoduls 10 und weiterer, nicht dargestellter Hubmodule des Systems steuerbar sind.

Der Hubzylinder 11 ist als einfach wirkender linearer Zylinder ausgebildet, der ein zylindrisch-tropfförmiges Gehäuse 17 hat, in dem ein Kolben 18 druckdicht verschiebbar angeordnet ist, der eine axial bewegliche Abgrenzung eines Antriebsdruckraumes 19 bildet, der axial gehäusefest durch den Boden 21 des topfförmigen Zylindergehäuses 17 gebildet ist. Der Kolben 18 ist rotationssymmetrisch bezüglich der zentralen Längsachse 22 des Hubzylinders 11 ausgebildet.

Die Einkopplung von Antriebsdruck in den Antriebsdruckraum 19 erfolgt, in einem nachfolgenden noch näher zu erläuternden Last- Hebe-Betrieb in dem sich der Kolben 18 in Richtung des Pfeils 23 relativ zum Gehäuse 17 "auswärts" bewegt und eine lediglich schematisch angedeutete Last 24, an der der Kolben 18 mit einem Stützfortsatz 26 angreift, gegenüber einem Widerlager 27, an dem der Hubzylinder 11 mit seinem Gehäuseboden 21 abgestützt ist, angehoben werden muß. In den Hubzylinder 11 ist ein insgesamt mit 28 bezeichneter Eilgang-Zylinder baulich integriert, der es ermöglicht, den von der Pumpe 13 bereitgestellten Hydraulikmedien-Volumenstrom für ein rasches Anfahren derjenigen Konfiguration des Hubzylinders 11 zu nutzen, in der dieser gleichsam zwischen dem Widerlager und der Last 24 jeweils abstützend angeordnet – "eingespannt" – ist und der Hebevorgang dadurch eingeleitet werden kann, dass nunmehr der "große" Antriebsdruckraum 19 des Hubzylinders 11 mit Antriebsdruck beaufschlagt wird.

Der Eilgangzylinder 28 ist als ein doppelt – wirkender Linearzylinder mit einseitig aus dem Gehäuse austretender Kolbenstange 29 realisiert, die von einem flach-zylindrischen, flanschförmigen Kolben 31 ausgeht, der innerhalb eines zylindrischen Hohlraumes des Kolbens 18 des Hubzylinders 11 einen zylindrisch topfförmigen Antriebsdruckraum 32 gegen einen Ringraum 33 druckdicht abgrenzt, der von der Kolbenstange 29 axial durchsetzt ist, die im zentralen Bereich des Bodens des Hubzylindergehäusses 17 fest mit dem Zylindergehäuse verbunden ist, so dass bei einer Druckbeaufschlagung des zylindrischen Antriebsdruckraumes 32 des Eilgangzylinders 28 auf den Kolben 18 des Hubzylinders 17 eine den Kolben 18 aus dem Gehäuse 17 heraus drängende Kraft ausgeübt wird, die, für sich gesehen, eine Verschiebung des Kolbens 17 in Richtung des Pfeils 23 bewirkt.

Der Eilgangzylinder 28 ist so gestaltet und angeordnet, dass seine zentrale Achse mit der zentralen Längsachse 22 des Hubzylinders 11 zusammenfällt.

Zur gleitend verschiebbaren Abdichtung des Kolbens 18 des Hubzylinders 11, der gleichsam das Gehäuse des Eilgangzylinders 28 bildet, gegenüber dessen Kolbenstange 29 ist eine Ringdichtung 34 vorgesehen, die von einer Ringnut eines ringscheibenförmigen Deckelteils 36 aufgenommen ist, mittels dessen der Ringraum 33 des Eilgangzylinders 28 druckdicht gegenüber dem – seinerseits ringförmigen – Antriebsdruckraum 19 des Hubzylinders 11 abgegrenzt ist. Hierfür zusätzlich benötigte Dichtungselemente sind, der Einfachheit der Darstellung halber, nicht eigens dargestellt.

Durch alternative Druckbeaufschlagung und -entlastung des bodenseitigen – größervolumigen – Antriebsdruckraumes 32 des Eilgang-Zylinders 28 sowie seines Ringraumes 33, sind auf die Last 24 hinzu gerichtete sowie von dieser wieder weg gerichtete Eil-Vorschub- und -Rückzugsbewegungen des Kolbens 18 des Hubzylinders 11 steuerbar, die unter der Entfaltung vergleichsweise geringer Kräfte, dafür jedoch mit relativ hoher Bewegungsgeschwindigkeit erfolgen können.

Zur Anhebung einer schweren Last 24, die größere als mittels des Eilgangzylinders 28 entfaltbare Kräfte erfordert wird, zusätzlich der ringförmige Antriebsdruck 19 des Hubzylinders 11 mit Druck beaufschlagt, wobei Druckmedium mittels der Hochdruckpumpe 13 des Druckversorgungsaggregats 12 über den Hub-Steueranschluß 37 in den – großflächig begrenzten – Antriebsdruckraum 19 des Hubzylinders eingeleitet wird.

Zur "langsamen" Absenkung einer Last 24 wird Druckmedium, das, je nach dem Betrag der Last 24 unter einem mehr oder weniger hohen Druck steht, über den Rücklaufanschluß 38 des Hubzylinders 11 aus dessen Antriebsdruckraum 19 ausgeleitet.

Im Eil-Vorschubbetrieb des Eilgangzylinders 28, in dem der Kolben 18 sich auf die Last 24 zu bewegt, bis er an dieser zur Abstützung gelangt, wird Druckmedium mittels der Pumpe 13 in den bodenseitigen Antriebsdruckraum 32 des Eilgangzylinders 28 gefördert, wobei das Druckmedium einen die Kolbenstange 29 in axialer Richtung durchsetzenden Steuerkanal 39 durchströmt, der einen Steuerdruck-Anschluß 41 des Eilgangzylinders 28 mit dem bodenseitigen Antriebsdruckraum 32 verbindet und unmittelbar an den Hochdruck-Ausgang 42 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 angeschlossen ist, die gleichsam zwischen den Eilgangzylinder 28 bzw. den Hubzylinder 11 und das Druckversorgungsaggregat 12 geschaltet ist. Während der bodenseitige Druckraum 32 des Eilgangzylinders 28 Druckmedium aufnimmt, wird solches aus dem Ringraum 33 des Eilgangzylinders 28 verdrängt und über einen weiteren Steuerkanal 43 der Kolbenstange 29, der den Ringraum 33 mit dem Rückzug-Steueranschluß 44 des Eilgangzylinders 28 verbindet, zur elektrohydraulischen Steuereinheit 14 ausgeleitet, in der dieser Druckmediumstrom gleichsam wieder dem in den bodenseitigen Druckraum 32 des Eilgang-Zylinders 28 fließenden Druckmediumstrom hinzugefügt wird, entsprechend der in diesem Betriebszustand gegebenen Differenzial-Betriebsphase des Eilgangzylinders 28.

Die elektrohydraulische Steuereinheit 14 hat einen Hochdruck-Versorgungsanschluß 46, über den der Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregat 12 in die elektrohydraulische Steuereinheit 14 einkoppelbar ist sowie einen Rücklauf-Anschluß 47, der unmittelbar mit dem drucklosen Vorratsbehälter 48 des Druckversorgungsaggregats 12 verbunden ist.

Die Hochdruckpumpe 13 des Druckversorgungsaggregats 12 ist in üblicher Weise über ein Eingangs-Rückschlagventil 49 mit dem Vorratsbehälter 48 und über ein Ausgangsrückschlagventil 51 mit dem Hochdruck-Versorgungsanschluß 46 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 verbunden, wobei vorausgesetzt ist, dass diese und das Druckversorgungsaggregat 12 zu einer Bau- und Funktionseinheit zusammengefasst sind, bei der auch das Druckversorgungsaggregat 12 Steuerungsfunktion vermittelt.

Das Druckversorgungsaggregat 12 ist mit einem Druckbegrenzungsventil 52 ausgerüstet, das zwischen den Hochdruck-Versorgungs-Anschluß 46 und den Vorratsbehälter 48 geschaltet ist. Der Wert des Druckes, auf den der Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats begrenzt ist, ist durch Einstellen der Vorspannung einer Ventilfeder 53 des Druckbegrenzungsventils 52 einstellbar. In einer typischen Auslegung des Hubmoduls 10 beträgt der durch Einstellung der Ventilfeder 53 vorgebbare maximale Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats 12 660 bar.

Die elektrohydraulische Steuereinheit 14 umfasst ein elektrisch ansteuerbares Funktionssteuerventil 54, das zwei alternative Funktionsstellungen 0 und 1 hat, die den alternativen Richtungen der Relativbewegungen zugeordnet sind, die der Kolben 18 des Hubzylinders 11 relativ zu dessen Gehäuse 17 ausführen kann.

Das Funktionssteuerventil 54 ist als 3/2-Wegemagnetventil ausgebildet, das als Umschaltventil arbeitet, in dessen alternativen Funktionsstellungen 0 und 1 definierte Öffnungsquerschnitte der jeweils geöffneten Strömungspfade gegeben sind.

Das Funktionssteuerventil 54 wird – im stromlosen Zustands seines Steuermagneten 56 – durch die Wirkung einer vorgespannten Ventilfeder 57 in seine Grundstellung 0 gedrängt, in welcher der mit dem Hochdruck-Versorgungsanschluß des Druckversorgungsaggregats 12 verbundene P-Versorgungsanschluß 58 über einen in dieser Funktionsstellung 0 freigegebenen Strömungspfad 59 kommunizierend mit dem A-Steueranschluß 61 des Funktionssteuerventils 54 verbunden ist, der über ein Ausgangs-Rückschlagventil 62 mit dem Hochdruck-Ausgang 42 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 verbunden ist, wobei dieses Ausgangs-Rückschlagventil 62 durch relativ höheren Druck am A-Steuerausgang des Funktionssteuerventils 54 als am Hochdruck-Ausgang 42 bzw. dem Steuerdruck-Anschluß 41 des Eilgangzylinders 28 in Öffnungsrichtung angesteuert und sonst sperrend ist.

In dieser Grundstellung 0 über das Funktionssteuerventil zu 54 ist ein versorgungsseitiger T-Rücklaufanschluss 63 des Funktionssteuerventils 54, der mit Rücklaufanschluss 47 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 bzw. des Druckversorgungsaggregats 12 verbunden ist, gegen den A-Steueranschluß 61 des Funktionssteuerventils 54 abgesperrt.

In der Grundstellung 0 des Funktionssteuerventils 54 ist es somit der Hochdruck-Versorgungsanschluß 46 des Druckversorgungsaggregats 12 bzw. der elektrohydraulischen Steuereinehit 14 über das Ausgangs-Rückschlagventils 62 mit dem Steuerdruckanschluß 41 des Eilgangzylinders 28 verbunden und somit der Pumpen-Ausgangsdruck in den Antriebsdruckraum 32 des Eilgangzylinders 28 einkoppelbar.

Der Hochdruckausgang 42 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 ist des weiteren über ein Anschluß-Rückschlagventil 63 an den Rückzug-Steueranschluß 44 des Eilgangzylinders 28 des Hubzyliners 11 angeschlossen, wobei dieses Anschluß- Rückschlagventil 63 durch relativ höheren Druck am Hochdruck-Ausgang 42 der elektgangzylinders 28 in seine Offen-Stellung gesteuert und ansonsten sperrend ist. Insbesondere wird das Anschluß-Rückschlagventil 63 durch den hohen Ausgangsdruck der Pumpe 13 in Öffnungsrichtung beaufschlagt.

Desweiteren ist der Hochdruck-Ausgang der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 über ein als Rückschlagventil dargestelltes Druckminderventil 64 mit dem Hub-Steueranschluß 37 des "großen" Ringraums 19 des Hubzylinders 11 angeschlossen, über das diesen Ringraum 19 ein Druck einkoppelbar ist, der um einen definierten Betrag &Dgr;p niedriger ist als der über den Hochdruck-Ausgang 42 in den großflächig begrenzten "bodenseitigen" Antriebsdruckraum 32 des Eilgangzylinders 28 einkoppelbare Druck, der im wesentlichen dem Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats 12 entspricht.

Zwischen den Rücklaufanschluß 38 des Hubzylinders 11 und den Rücklaufanschluß 47 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 ist ein als Rückschlagventil dargestelltes Füllventil 66 geschaltet, über das, wenn der Kolben 18 des Hubzylinders 11 durch Aktivieren des Eilgangzylinders 28 im Sinne einer Vergrößerung des Ringraumes 19 des Hubzylinders 11 verschoben wird, Druckmedium aus dem Vorratsbehälter 48 des Druckversorgungsaggregats 12 in diesen Ringraum 19 nachströmen – und diesen gefüllt halten – kann.

Die Grundstellung 0 des Funktions- Steuerventils 54 ist denjenigen Betriebsphasen des Hubzylinders 11 zugeordnet, in denen der Kolben 18 im Eilgang auf die Last 24 zu bewegt wird oder diese im Last- Hubbetrieb anhebt bzw. verschiebt.

Bei Erregung des Steuermagneten 26 des Funktions- Steuerventils 54 mit einem Steuer- Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 16 gelangt das Funktions-Steuerventil 54 in seine Funktionsstellung 1, in welcher der P-Versorgungsanschluß 58 gegen den A-Steuerausgang 61 des Funktions-Steuerventils 54 abgesperrt, dieser jedoch über einen nunmehr freigegebenen Auslaß-Strömungspfad 67 mit dem T-Rücklaufanschluß 65 des Funktions-Steuerventils 54 verbunden ist – die Funktionsstellung 1 des Funktions-Steuerventils ist dem Rückzugsbetrieb – Absenkung der Last und/oder Eil-Rückzugsbewegung des Kolbens 18 – des Hubzylinders 11 zugeordnet.

Zwischen den Rücklaufanschluß des Hubzylinders 11 und den Rücklaufanschluß 47 des Druckversorgungsaggregats 12 ist – in hydraulischer Parallelschaltung zu dem Füllventil 66 eine einstellbare Drossel 67 und ein – erstes – Ablassventil 68 umfassende hydraulische Reihenschaltung geschaltet, über die im Falle der Absenkung der Last 24 Druckmedium aus dem Ringraum 19 des Hubzylinders 11 kontrolliert abströmen kann.

Ebenfalls in hydraulischer Parallelschaltung zu dem Füllventil 66 bzw. dem die Drossel 67 und das erste Ablassventil 68 umfassend Ablasszweig der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 ist ein Eilgang-Ablassventil 69 vorgesehen, über das im Eil-Rückzugsbetrieb des Hubzylinders 11 Druckmedium aus seinem Ringraum 19 zum Druckversorgungsaggregat hin abströmen kann.

Das "Last"-Ablassventil 68 ist als druck-gesteuertes 2/2-Wege-Umschaltventil mit sperrender Grundstellung und offener Schaltstellung ausgebildet. Der – bewegliche – Ventilkörper des Last- Ablassventils 68 wird zum einen durch die Vorspannung einer Ventilfeder 71 und zum anderen durch Beaufschlagung einer Steuerfläche 72 mit dem am A-Steuerausgang 61 des Funktionssteuerventils 54 herrschenden Druck pA in die sperrende Grundstellung 0 gedrängt; durch Beaufschlagung einer kleinen px-Steuerfläche des Ventilkörpers des Last-Ablassventils 68 mit dem Ausgangsdruck des Druckversorgungs-Aggregats 12 wird eine zu der Kraft der Ventilfeder 71 entgegengesetzt gerichtete Schaltkraft erzielt, die den Ventilkörper in die offene – Stellung 1 des Last-Ablassventils 68 drängt. Diejenige Steuerfläche 72, durch deren Beaufschlagung mit dem Steuerdruck pA eine das Ventil in seine Grundstellung drängende "Schließ"-Kraft erzeugt wird, ist dem Betrag nach größer als die Steuerfläche 73, die dem Ausgangsdruck px des Druckversorgungsaggregats 12 aussetzbar ist.

Das Eilgang-Ablaßventil 69 ist ebenfalls als druckgesteuertes 2/2-Wege-Umschaltventil mit sperrender Grundstellung 0 und durchgängiger Schaltstellung 1 ausgebildet. Der widerum durch das 2/2-Wege-Ventilsymbol repräsentierte Ventilkörper des Eilgang-Ablaßventils 69 wird zum einen durch die Vorspannung einer Ventilfeder 74 und zum anderen durch Druck-Beaufschlagung einer Steuerfläche 76 mit dem im "großen" Ringraum 19 des Hubzylinders 11 herrschenden Druck in die sperrende Grundstellung des Ventils und durch Druckbeaufschlagung einer Gegen-Fläche 77 mit dem Ausgangsdruck px des Druckversorgungsaggregats in seine Durchlass-Stellung 1 gedrängt, wobei analog zum Last-Ablassventil 68, der Betrag der mit dem Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats beaufschlagbaren Gegenfläche 77 signifikant kleiner ist als der Betrag der mit dem Druck im Ringraum 19 beaufschlagten Steuerfläche 76.

Das Hubmodul 10 ist mit einem elektromagnetischen oder elektronischen Drucksensor 78 ausgerüstet, der ein mittels der elektronischen Steuereinheit 16 auswertbares und mittelbar zur Steuerung des Hubmoduls 10 nutzbares elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das ein Mass für den im Ringraum 19 des Hubzylinders 11 herrschenden Druck ist.

Das Hubmodul 10 ist des weiteren mit einem lediglich schematisch angedeuteten, insgesamt mit 79 bezeichneten Weg-Mess-System ausgerüstet, das für die Position des Kolbens 18 im Hubzylinder 11 charakteristische elektrische Ausgangssignale generiert, aus deren Verarbeitung die Information über den Hub gewinnbar ist, den die Last 24 im Verlauf eines Arbeitszyklus erfährt. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn das Weg-Mess-System 79 als Absolut-Mess-System ausgebildet ist, dessen Ausgangssignale ein Maß für die Auslenkung des Kolbens 18 aus einer z. B. minimalem Volumen des Ringraumes 19 entsprechenden Grundstellung sind.

Abweichend von der schematisierten "Schaltbild"-Darstellung der 1 sind bei dem Hubmodul 10, wie schematisch vereinfacht in der 2 dargestellt, der Hubzylinder 11, die elektrohydraulische Steuereinheit 14 und auch das Druckversorgungsaggregat 12 zu einer kompakten Baueinheit zusammengefasst, derart, dass die elektrohydraulische Steuereinheit 14 und das Druckversorgungsaggregat 12 seitlich vom Hubzylinder 11 angeordnet sind, insbesondere derart, dass die elektrohydraulische Steuereinheit 14 und das Druckversorgungsaggregat 12 in einem an das Gehäuse 17 des Hubzylinders 11 fest anmontierten gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind. Hierbei sind Anschlusskanäle 172 und 173, welche die als Steuerblock ausgeführte elektrohydraulische Steuereinheit 14 mit dem Hubzylinder 11 verbinden, in Richtung der zentralen Achse 22 des Hubzylinders 11 gesehen, in einem Abstand von der Außenfläche 129 des Zylinderbodens 21 angeordnet, mit der das Hubmodul 10 z. B. auf einem tragenden Fundament abstützbar ist, und es sind die die elektrohydraulische Steuereinheit 14 sowie das Druckversorgungsaggregat 12 aufnehmenden Gehäuseteile zwischen den – parallelen – Ebenen 81 und 82 geordnet, deren Abstand hmin minimaler Höhe des Hubzylinders 11 entspricht, wobei die Höhe der seitlich geordneten Gehäuseteile geringer ist als diese minimale Höhe hmin des Hubzylinders 11.

Zur Erläuterung einer typischen Art der Benutzung des Hubmoduls 10 sei davon ausgegangen, dass eine Last 24 zunächst um einen Hub Ha angehoben werden soll, z. B. zu dem Zweck, diese Last temporär tragende Stützen anordnen zu können, danach die Last 24 nocheinmal anzuheben, um die Stützen wieder entfernen zu können und sodann die Last wieder um einen definierten Betrag Hs in eine Endposition abzusenken, in der sie verbleiben kann und sodann den Kolben 18 des Hubzylinders 11 soweit abzusenken, dass das Hubmodul 10 aus dem Bereich unterhalb der abgestützen Last 24 bequem entfernt werden kann.

Solange der elektrische Antriebsmotor 15 des Druckversorgungsaggregat 12 nicht bestromt ist und demgemäß die Pumpe 13 nicht fördert und das Funktionssteuerventil 54 in seiner Grundstellung 0 gehalten ist, ist der Kolben 18 des Hubyzylinders 11 in seiner Position gleichsam hydraulisch fixiert; da die Ablassventile 68 und 69 ihre sperrende Grundstellung einnehmen und auch das Füllventil 66 sowie das Druckminderventil 64 und das Ausgangsrückschlagventil 62 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 durch einen etwaigen Druck im Ringraum 19 und/oder im Antriebsdruckraum 32 des Eilgangzylinders 28 in Sperr-Richtung beaufschlagte sind, kann weder aus dem Ringraum 19 noch aus diesem Antriebsdruckraum 22 Hydraulikmedium abfließen, mit der Folge, dass der Kolben 18 des Hubzylinders 11 gegen eine "Abwärts"-Bewegung im Sinne einer Verringerung des Volumens des Ringraumes 19 gesichert ist.

Wird, von diesem "Ruhe"-Zustand ausgehend, die Pumpe 13 aktiviert, so wird – in der Grundstellung des Funktionssteuerventils 54 – Druckmedium in den Druckraum 32 des Eingangzylinders 28 gefördert, und Druckmedium aus dem Ringraum 33 des Eingangzylinders 28 verdrängt, mit der Folge, dass sich der Kolben 18 des Hubzylinders 11 in Richtung des Pfeils 23 bewegt. Das aus dem Ringraum 33 verdrängte Druckmedium strömt gleichsam zum Hochdruck-Versorgungsanschluß 46 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 zurück und wird zu dem von der Pumpe 13 zum Antriebsdruckraum 32 des Eilzylinders fließenden Druckmedium Strom hinzuaddiert. Durch die hieraus resultierende auf die Last 24 zugerichtete "Aufwärts"-Bewegung des Hubzylinderkolbens 18 vergrößert sich dessen Ringraum 19, mit der Folge, dass über das Füllventil 66 Druckmedium aus dem Vorratsbehälter 48 in diesen Ringraum 19 nachströmt. Der Kolben 18 bewegt sich, angetrieben durch den Eilgangzylinder 28 mit relativ großer Geschwindigkeit bei mäßigem Druck im Antriebsdruckraum 32 auf die Last 24 zu.

Davon ausgehend, dass die Gewichtskraft der Last 24 signifikant größer ist als die durch Druckbeaufschlagung des Antriebsdruckraumes 32 des Eilgangzylinders 28 erzeugbare, zur Eilgang-Bewegung des Zylinderkolbens 18 erforderliche Kraft bleibt der Kolben 18, sobald er auf die Last 24 auftrifft, zunächst stehen, bis sich der Ausgangsdruck des Druckversorgungsaggregats 12 soweit erhöht hat, dass das Druckminderventil 64 anspricht und über dieses Ventil vom Hochdruckausgang 42 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 aus Druckmedium über den Hub-Starranschluß 37 des Hubzylinders 11 in dessen Ringraum 19 eintreten kann, in dem sich in der Folge ein Druck einstellt, der um die Druckdifferenz &Dgr;p z. B. 30 bar niedriger ist, als der im bodenseitigen Antriebsdruckraum 32 des Eilgangzylinders 28 bzw. am Hochdruckausgang 42 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 herrschende Druck.

Dieser Betriebszustand des Hubmoduls 10 ist dadurch erkennbar, dass das Druck-charakteristische Ausgangssignal des Drucksensors 78 einen stetig wachsenden Druck signalisiert, wogegen das Hub-charakteristische Ausgangssignal Weg-Messystems 79 sich nicht ändert.

Damit in diesem "Last"-Hub-Betrieb das Eilgang-Abwärtsventil 69 nicht in seine Durchfluss-Stellung gelangen kann, ist dessen Ventilfeder 74 soweit vorgespannt, dass Sie der in Öffnungs-wirkenden Kraft, die durch die Druckbeaufschlagung der "kleinen" Steuerfläche 77 mit dem Ausgangsdruck der Pumpe 13 resultiert, überkompensiert und dadurch das Ventil 69 in seiner Sperrstellung 0 halten kann, solange der Pumpen-Ausgangsdruck auf die "kleine" Steuerfläche 77 wirkt. Mit zunehmendem Druck im Ringraum 19 bleibt das Eilgang-Ablassventil 69 zuverlässig geschlossen, da dieser Druck durch seine Wirkung auf die größere Steuerfläche 76 eine zusätzliche "Schließ"-Kraft entfaltet, die das Eilgang-Ablassventil 69 in dessen Sperrstelllung 0 hält.

Das "Last"-Ablassventil 68 bleibt in der genannten Betriebsphase schon allein deswegen in seiner Sperr-Stellung, weil der Ausgangsdruck pA auf beide Steuerflächen 72 und 73 des Ventils wirkt und die durch die Druckbeaufschlagung der größeren Steuerfläche 72 resultierende, größere Steuerkraft das Last-Ablassventil 68 zuverlässig in dessen Sperrstellung hält, unabhängig davon, welche "Schließ"-Kraft durch seine Steuerfeder 71 entfaltet, die demgemäß auf eine dem Betrage nach kleinere Schließkraft ausgelegt sein kann als die Ventilfeder 74 des Eilgang-Ablassventils 69.

Zur Beendigung des Last-Hub-Betriebes genügt es, die Pumpe 13 abzuschalten worauf der Kolben 18 des Hubzylinders gehen bleibt.

Soll nunmehr die Last 24, z. B. um einen Bruchteil des zuvor ausgeführten Last-Hubes abgesenkt werden, so wird das Funktionssteuerventil 24 durch Ansteuerung seines Steuermagneten 56 mit einem Ausgangssignal der elektronischen Steuereinheit 16 in seine Funktionsstellung 1 umgeschaltet, in der nunmehr der P-Versorgungsanschluß 56 gegen den Steueranschluß 61 des Funktionssteuerventils 54 abgesperrt und dieser jedoch mit dem Tank-Rücklaufanschluß 65 über den Strömungspfad 70 verbunden ist, was zur Folge hat, dass die "größere" Steuerfläche 72 des Last-Ablass-Ventils 68 druckentlastet ist und – wegen der als gering vorausgesetzten Rückstellkraft seiner Ventilfeder 71 – ein entsprechend niedriger Steuerdruck px, mit dem die Gegenfläche 73 beaufschlagt wird, genügt, um das Last-Ablass-Ventil 68 in seine Durchflussstellung 1 umzuschalten. Diese Umschaltung erfolgt mit dem Wiedereinschalten der Pumpe 13, so dass deren Ausgangsdruck auf die x-Steuerfläche 73 des Last-Ablassventils 64 wirkt und dieses gegen die Rückstellkraft der Ventilfeder 71 in die Durchfluss-Stellung 1 gelangt. In dieser Betriebssituation strömt Druckmedium von der Pumpe 13 über den Hochdruck-Versorgungsanschluß 46 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 zu dem Rückzug-Steueranschluß 44 des Eilgang-Zylinders 28 in dessen Ringraum 33, wodurch auf den Kolben 18 eine Kraft entgegen der Richtung des Pfeils 23 ausgeübt wird. Zusätzlich wirkt – entgegen der Richtung des Pfeils 23 – die Last 24 auf dem Kolben 8, wobei Druckmedium aus dem Ringraum 19 über die Drossel 67 und das in seine Offenstellung 1 gelangte Last-Ablass-Ventil 68 zum Vorratsbehälter 48 des Druckversorgungsaggregats hin abströmen kann, wobei der Volumenstrom durch die Wirkung der Drossel 67 begrenzt wird. Druckmedium, das aus dem bodenseitigen Antriebsdruckraum 32 des Eilgangzylinders 28 zum Hochdruck-Ausgang 42 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 hin verdrängt wird, strömt über das Druckminderventil 64 "zurück" in den Ringraum 19 des Hubzylinders 11 und von diesem über den Rücklaufanschluss 38, die Drossel 67 und das Last-Ablassventil 68 zum Vorwärtsbehälter 48.

Das Eilgang-Ablassventil 69 bleibt, solange die Last auf den Kolben 18 des Hubzylinders 11 wirkt und wegen der Drosselung des Ausgangsstromes ein nennenswerter Druck im Ringraum 19 des Hubzylinders 17 herrscht, gesperrt und dies solange, wie dieser Druck ausreicht, um den Kolben des Ablassventils 69 mit Unterstützung der Ventilfeder 74 gegen die Kraft, die aus der Beaufschlagung der Gegenfläche 77 mit dem Ausgangsdruck der Pumpe 13 entfaltet wird, in der Sperrstellung zu halten, was durch geeignete Auslegung des Eilgang-Ablassventils 69 aufgrund gängiger fachmännischer Maßnahmen möglich ist.

Hat die Last 24 ihre tiefste vorgesehene Position erreicht, z. B. durch Auflage auf einer Stützkonstruktion, so dass ein weiteres Absenken des Kolbens 18 des Hubzylinders 11 zu einem Abheben des Kolbens von der Last 24 führt, so tritt als Folge hiervon im Ringraum 19 des Hubzylinders 11 eine drastische Druckerniedrigung ein, die nunmehr dazu führt, dass das Eilgang-Ablassventil 69 in seine Durchflussstellung 1 gesteuert wird, weil der Ausgangsdruck der Pumpe jetzt bei weitem ausreicht, die zuvor durch Druckbeaufschlagung der Steuerfläche 76 generierte, gleichsinnig mit der Ventilfederkraft 74 gerichtete Schließkraft zu überwinden und das Eilgang-Ablassventil 69 in seine Offen-Stellung zu steuern, in der Druckmedium aus dem Ringraum 19 des Hubzylinders 11 gleichsam ungehindert zum Vorratsbehälter 48 hin abströmen kann; desgleichen kann aus dem bodenseitigen Antriebsdruckraum 32 des Eilgangzylinders ausströmendes Hydraulikmedium über das Rückschlagventil 63 dem Hydraulikmedium-Strom zugeführt werden, der zur Steuerung des Eil-Ablassbetriebes mittels der Pumpe 13 in den Ringraum 33 des Eilgang-Zylinders 28 geleitet wird.

Der in der 3, auf deren Einzelheiten nunmehr Bezug genommen sei, dargestellte, insgesamt mit 111 bezeichnete Hubzylinder ist nach Aufbau und Funktion dem anhand der 1 erläuterten Hubzylinder 11 weitgehend analog und kann auch mit der anhand der 1 geschilderten, elektrohydraulischen Peripherie, nämlich dem Druckversorgungsaggregat 12 und der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 zweckentsprechend betrieben werden.

Auch bei dem Hubzylinder 111 ist ein zylindrisch-topfförmiges, insgesamt mit 117 bezeichnetes, Gehäuse vorgesehen, innerhalb dessen ein dem Lastantrieb zugeordneter Kolben 118 druckdicht verschiebbar angeordnet ist und die axial bewegliche Begrenzung eines Last-Antriebsdruckraumes 119 bildet, der gehäusefest durch den Gehäuseboden 112 begrenzt ist.

Für den Hubzylinder 111 sei vorausgesetzt, dass der Kolben 118 auch dann, wenn er in eine "Grund"-Stellung zurückgeschoben ist, die einem minimalen Volumen des Last-Antriebsdruckraumes 119 entspricht, mit einem dem Gehäuseboden 112 abgewandten "äußeren" Stützabschnitt 118/1 über die freie, kreisringförmige Stirnfläche 121 des rohrförmigen Mantels 117/1 des Zylindergehäuses hinausragt, oder in dieser Position seine äußere freie Stirnfläche 122 allenfalls in der Ebene der freien Ringstirnfläche 121 des Gehäusemantels 117/1 verläuft.

Der Kolben 118 hat äußerlich die Form eines Kegelstumpfes, wobei der Kegelwinkel, den eine Mantellinie der Kegelmantelfläche 123 mit der zentralen Längsachse 22/1 einschließt, vergleichsweise klein ist und einen typischen Wert zwischen 2 und 3°, z. B. einen Wert von 2,5° hat; in unmittelbarer Nähe der dem Durchmesser nach größeren "inneren" ebenen Begrenzungsfläche 124 des Kolbens 118 hat dieser eine periphere Ringnut 126 die eine insgesamt mit 127 bezeichnete Ringdichtung aufnimmt, mittels derer der Antriebskolben 118 gleitend verschiebbar in dem Gehäusemantel 117/1 abgedichtet ist.

Die Ringdichtungsanordnung 127 ist so gestaltet, dass sie, wenn sie in die Nut 126 eingesetzt ist, unter einer Dehnungsvorspannung steht und, wenn der Kolben 118 in das Gehäuse 117 eingesetzt ist, in radialer Richtung soweit zusammengedrückt wird, dass sowohl zwischen dem Gehäusemantel 117/1 und dem äußeren Dichtungsring 127/1 als auch zwischen dem äußeren Dichtungsring 127/1 und dem inneren Dichtungsring 127/2 und auch zwischen diesem und dem Grund 126/1 der Ringnut 126 eine gute Dichtwirkung erzielt wird und dass diese Dichtung auch erhalten bleibt, wenn der Kolben in dem Gehäuse 117 innerhalb eines durch den Kegelwinkel vorgegebenen und begrenzten Bereiches etwas gekippt wird.

Dieser Kipp-Freiheitsgrad ermöglicht ist, dass der Kolben 118 sich mit seiner freien Stirnfläche 122 großflächig an eine ebenflächig begrenzte Last 24 anlegen kann, wenn der Hubzylinder großflächig mit der unteren Begrenzungsfläche 129 des Gehäusebodens 112 an einem ebenflächig begrenzten Fundament als Widerlager abstützen kann, auch wenn dessen Abstützfläche nicht exakt parallel zur ebenflächigen Unterseite der Last 24 verläuft.

Für den in der 3 insgesamt mit 128 bezeichnete Eilgang-Zylinder, sei wieder eine Ausbildung als doppelt-wirkender Linearzylinder vorausgesetzt, mit einseitig aus dem Gehäuse 131 austretender Kolbenstange 132, die fest mit dem Gehäuse 117 des Last-Hubzylinders 111 verbunden ist und mit einem flanschförmigen Kolben 133, der innerhalb des Eilgang-Zylindergehäuses 131 einen von der Kolbenstange 132 axial durchsetzten, stangenseitigen Ringraum 134 gegen einen topfförmig-zylindrischen Antriebsdruckraum 136 druckdicht und axial beweglich abgrenzt, der radial durch ein zylindrisch-rohrförmiges Gehäuseteil 137 und axial durch einen in das rohrförmige Gehäuseteil 137 dicht eingesetztes Bodenteil 138 abgeschlossen ist.

Der flanschförmige Kolben 133 des Eilgangzylinders 128 ist durch einen Gewindering 133/1 gebildet, der auf einen Gewindefortsatz 133/2 der Kolbenstange 132 aufgeschraubt ist, wobei durch die Verschraubung eine hinreichend dichte Verbindung zwischen dem Kolben-Gewindering 133/1 und der Kolbenstange 132 erzielt wird.

Gehäuseseitig ist der Kolben 133 mittels einer äußeren, kolbenfesten Ringdichtungsanordnung 139 gegen die zentrale, jeweils die gehäusefeste radiale Begrenzung der Druckräume 134 und 136 des Eilgangzylinders 128 bildende Gehäusebohrung 141 des Eilgangzylindergehäuses 131 abgedichtet.

Zur Abdichtung des relativ zur Kolbenstange 122 gleitend verschiebbaren Zylindergehäuses 131 des Eilgang-Zylinders 128 gegenüber der Kolbenstange 132 ist eine gehäusefeste "innere" Ringdichtungsanordnung 142 vorgesehen, die innerhalb des kurzen Bohrungsabschnittes 143 der dem Bodenteil 138 gegenüber liegend angeordneten Endstirnwand 144 des Gehäuses 131 angeordnet ist, durch die die Kolbenstange 132 des Eilgang-Zylinderkolbens hindurchtritt.

Das Gehäuse 131 des Eilgang-Zylinders 128 ist innerhalb des Kolbens 118 des Last-Hubzylinders 111 in einem insgesamt topfförmigen Hohlraum 146 angeordnet, der durch eine den Kolben 118 in axialer Richtung durchsetzende, insgesamt mit 147 bezeichnete Stufenbohrung und einen diese einseitig – an der der Last zugewandten Seite – verschließenden insgesamt mit 148 bezeichneten Abschlussflansch berandet ist, an dessen Innenseite 149 das Gehäuse 131 des Eilgang-Zylinders 128 mit der flach-kalottenförmig gestalteten Außenfläche des in der Art einer Plan-Konvexlinse ausgebildeten Bodenteils 138 einseitig axial abgestützt ist.

Desweiteren ist das Gehäuse 131 des Eilgang-Zylinders 128 – gleichsam in der Gegenrichtung – an einer inneren radialen Ringschulter 151 der den Hohlraum 146 des Antriebskolbens 118 begrenzenden Bohrungswand axial abgestützt, an der das Gehäuse 131 des Eilgangzylinders 128 mit einer radial äußeren Gehäusestufe 152 abstützbar ist.

Das Bodenteil 138 ist über einen elastischen Dichtring 153, vorzugsweise einen O-Ring, an einer schmalen, inneren Ringschulter 154 des Gehäuses 131 des Eilgangzylinders 128 abgestützt, die zwischen der Gehäusebohrung 141 und einer kurzen, inneren Bohrungs-Endstufe 156 des Zylindergehäuses 131 vermittelt, die den kurzen Endabschnitt 157 des insgesamt rohrförmigen Eilgang-Zylindergehäuses 131 durchsetzt, der das plan-konvexe Bodenteil 138 umgibt, dessen Durchmesser d/1 geringfügig kleiner ist als der Durchmesser d/2 der kurzen Bohrungsendstufe 156, so dass zwischen dieser und dem Bodenteil 138 ein kleines radiales Spiel vorhanden ist, dessen Betrag jedoch nur einen kleinen Bruchteil der radialen Breite der inneren Ringschulter 154 des Gehäuses 131 beträgt, z. B. 1/20 bis 1/10 derselben.

Auch der Durchmesser d/3 eines in axialer Richtung nur kurzen "scheibenförmigen" Zentriereinsatzes 158 des außenseitig gewölbten Bodenteils 138 ist um einen vergleichbaren Betrag kleiner als der lichte Durchmesser d/4 der zentralen Bohrung 141 des Eilgang-Zylindergehäuses 131, so dass ein Spiel vorhanden ist, das dank der Elastizität des Dichtungsringes 153 kleine Relativbewegungen des Bodenteils 138 gegenüber dem Mantelteil 137 des Eilgangzylindergehäuses 131 ermöglicht.

Der Eilgang-Zylinder 128 ist in einem insgesamt topfförmigen, in radialer Richtung durch die Stufenbohrung 147 und in axialer Richtung einseitig – lastseitig – durch den Abschlussflansch 148 begrenzten Aufnahmeraum 159 angeordnet. In diesem Hohlraum ist das das gewölbte Bodenteil 138 und das rohrförmige Gehäuseteil 137 umfassende Gehäuse 131 des Eilgangzylinders 128 zwischen dem Abschlussflansch 148 des Kolbens 118 und der Ringschulter 151 der Stufenbohrung 137 gleichsam elastisch eingespannt, wobei diese Einspannung durch die elastische Kompression des Dichtungsringes 153 zustande kommt, der bei der Montage des Hubzylinders 111 in axialer Richtung etwas zusammengedrückt wird.

Der Abschlussflansch 148 ist seinerseits der Grundform nach topfförmig gestaltet, derart, dass ein einseitig von einer kreisrunden Flanschplatte 148/1 aufragender, rohrförmiger Mantelabschnitt 148/2 vorgesehen ist, der radial außen von einem kreisringförmigen Fixierungsbereich 148/3 des Abschlussflansches 148 umschlossen ist, der auf einer Ringschulter 161 der Stufenbohrung 147 abstützbar ist, die zwischen der – lastseitigen – äußersten Bohrungsstufe 147/1 des – größten – Durchmessers D/1 der Stufenbohrung 147 und deren Bohrungsstufe 147/2 etwas kleineren Durchmessers D/2 vermittelt, gegenüber welcher der Abschlussflansch 148 mittels einer in eine Außennut 162 seines rohrförmigen Mantelabschnitts 148/2 eingesetzten Ringdichtung 163 abgedichtet ist.

Zwischen dieser – zweitgrößten – Bohrungsstufe 147/2 und einer dritten, "mittleren" Bohrungsstufe 147/3 der Stufenbohrung 147 des Hubzylinderkolbens 118 vermittelt eine "mittlere" Ringschulter 164, deren radiale Breite der Wanddicke des Mantelabschnitts 148/2 des Abschlussflansches 148 entspricht, so dass, abgesehen von einem in axialer Richtung schmalen Schlitz zwischen der ringförmigen Stirnfläche des rohrförmigen Mantelabschnitts 148/2 und der dieser gegenüberliegenden Ringschulter 164 der Aufnahmeraum 159 zwischen der Innenseite 149 des Abschlussflansches 148 und der Ringschulter 151 der Stufenbohrung 141 praktisch überall denselben lichten Durchmesser D/3 hat.

Zwischen der mittleren Bohrungsstufe 147/3 des Durchmessers D/3 und der dem Durchmesser nach kleinsten Bohrungsstufe 147/4 des Hubzylinderkolbens 118 vermittelt die radiale Ringstufe 152, an der das Zylindergehäuse 131 des Eilgangzylinders 128 in der dargestellten Konfiguration des Hubzylinders 111 axial abgestützt ist.

Der Außendurchmesser D/a des durch die kleinste Bohrungsstufe 147/4 hindurchtretenden Endstirnwand – Bereiches 144 des zylindrisch rohrförmigen Gehäuseteils 137 des Eilgangzylinders 128, sowie der Außendurchmesser D/m des rohrförmigen Gehäuseteils 137 des Eilgangzylinders 128 sind, verglichen mit den Durchmessern D/4 und D/2 der sie umgebenden Bohrungswände um so viel kleiner als deren lichte Durchmesser gewählt, dass die Kippbewegungen des Hubzylinderkolbens 118 durch die Gestaltung des Eilgangzylinders 128 nicht eingeschränkt sind.

Der Hubzylinder 111 gemäß 3 ist wie folgt montierbar:

Als erstes wird die Kolbenstange 132 am Gehäuseboden 112 des Hubzylindergehäuses 117 montiert. Die Abdichtung des Antriebsdruckraumes 119 gegen die Umgebung kann hierbei durch eine außenseitig angeordnete Dichtung 166 erfolgen, an der die Köpfe 167 von Ankerschrauben 168, die relativ langgestreckte, gewindefreie, dehnfähige Spannabschnitte 169 haben, abstützbar sind.

Hiernach wird der Kolben 118 in das Zylindergehäuse 117, bezüglich der zentralen Längsachse 22 exakt zentriert, eingesetzt. Eine geeignete Position des Kolbens 118 hierfür ist seine Abstützung an der Innenseite des Bodens 112 des Zylindergehäuses 117.

Hiernach wird der zylindrisch-rohrförmige Gehäusemantel 137 des Eilgangzylindergehäuses 131 in den durch die Stufenbohrung 147 berandeten Innenbereich des Hubzylinders 111 eingeschoben. Sodann wird der Gewindering 133/1 auf den Gewindefortsatz 133/2 der Kolbenstange 132 aufgeschraubt, wobei der Gewindeeingriff zwischen Gewindering 133/1 und dem Gewinde des Gewindefortsatzes 133/2 eine hinreichende Dichtwirkung "innenseitig" vermittelt, während die Ringdichtung 139 den Gewindering radial außen gegen den rohrförmigen Gehäuseabschnitt 137 des Eilgangzylindergehäuses 131 abdichtet. Zum Anschrauben des Gewinderinges ist ein gabelförmiges Spezialwerkzeug erforderlich, das mit nicht dargestellten axialen Sackbohrungen des Gewinderinges in Eingriff bringbar ist.

Nachdem der Gewindering 133/1 auf die Kolbenstange 132 aufgeschraubt ist, wird der Dichtring 153 auf die innere Ringschulter 154 des Eilgangzylindergehäuses 131 aufgelegt und das Bodenteil 138 in die Bohrungsendstufe 156 des zylindrisch-rohrförmigen Mantelteils 137 eingesteckt. Hiernach wird der lastseitig angeordnete Abschlussflansch 148 in die Bohrungsstufen 147/1 und 147/2 eingesetzt und mittels der axialsymmetrisch gruppierten Befestigungsschrauben 171, die sich lastseitig an dem Abschlussflansch 148 abstützen und in Ankergewinde eingreifen, die im Bereich der lastseitigen Ringschulter 161 angeordnet sind, fixiert; hierbei drängt der Abschlussflansch 148 das Bodenteil 138 des Eilgangzylindergehäuses 131 in dessen rohrförmigen Mantel 137 etwas hinein, wodurch die Ringdichtung 143 in ihre dichtende, etwas zusammengedrückte Konfiguration gelangt, in der sie unter einer Vorspannung steht, die das Bodenteil 138 und das Mantelteil 137 des Eilgang-Zylindergehäuses am Abschlussflansch 148, einerseits, und an der Ringschulter 151 des Hubzylinderkolbens 118, andererseits, mit einer Mindestkraft in Anlage hält.

Den Steuerkanälen 39 und 43 gemäß 1 entsprechende Steuerkanäle 39/2 und 43/2, über die Druckmedium in die Druckräume 136 bzw. 134 des Eilgangzylinders 128 gemäß 3 einströmen oder aus diesen austreten kann, sind beim Ausführungsbeispiel gemäß 3 an Anschlusskanäle 172 bzw. 173 dicht angeschlossen, die im Gehäuseboden 112 verlaufen und zu dem jeweiligen Steuerdruckanschluss 41 und dem Rücklaufsteueranschluss 44 der elektrohydraulischen Steuereinheit 14 führen.

Diese Steueranschlüsse 44 und 41 sind oberhalb der Unterseite 129 des Gehäusebodens 112 "seitlich" vom Hubzylindergehäuse 117 angeordnet. Auf analoge Weise ist auch ein dem Hub-Steueranschluss 37 und dem Rücklaufsteueranschluß 38 entsprechender Steueranschluss "seitlich angeordnet und ggf. mit einem – nicht dargestellten – ebenfalls im Gehäuseboden 112 verlaufenden Anschlusskanal mit dem Antriebsdruckraum 119 des Hubzylinders 111 kommunizierend verbunden.


Anspruch[de]
  1. Hubsystem zum Anheben und Absenken und/oder Verschieben großer Lasten, mit einer Anzahl individuell ansteuerbarer, gleichzeitig zu mehreren aktivierbarer hydraulischer Hubzylinder (11), die je einen Kolben (18) haben, der eine einseitige bewegliche Begrenzung eines Antriebsdruckraumes (19) bildet, durch dessen Druck-Beaufschlagung der Kolben (18) zur Ausführung eines Arbeitshubes relativ zum Gehäuse (17) des Zylinders (11) verschiebbar ist, und bei dessen Druckentlastung der Kolben (18) im Sinne der Ausführung einer Rückkehr-Bewegung in eine Grundstellung in der Gegenrichtung verschiebbar ist, wobei jeder Hubzylinder (11) mit einem Weg-Sensor (79) ausgerüstet ist, der Ausgangssignale erzeugt, die in Einheiten des Kolben-Hubes auswertbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

    a) jeder Hubzylinder (11) ist mit einem eigenen Druckversorgungsaggregat (12) sowie einer eigenen elektrohydraulischen Hub-Steuereinheit (14) ausgerüstet;

    b) der Hub-Zylinder (11), das Druckversorgungsaggregat (12) einschließlich seines Vorratsbehälters (48) und die elektrohydraulische Steuereinheit (14) sind konstruktiv als ein kompaktes Hubmodul (10) ausgeführt, dessen Funktions-Steuerung ausschließlich durch elektrische Steuersignale erfolgt;

    c) das Druckversorgungsaggregat (12), das eine Hochdruckpumpe (13), einen diese antreibenden Elektromotor (15), ein Druckbegrenzungsventil (52) und den Vorratsbehälter (48) umfasst und die elektrohydraulische Steuereinheit (14) sind als eine seitlich am Hubzylindergehäuse (17) anmontierte Baugruppe ausgebildet, deren in Richtung der zentralen Längsachse (22) des Hubzylinders (f) gemessene Ausdehnung kleiner ist als die zwischen den Stützebenen (81 und 82) des Hubzylinders gemessene minimale Höhe hmin desselben.
  2. Hubsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzylinder (11;111) des jeweiligen Hubmoduls (10) mit einem hydraulischen Eilgang-Antrieb (17,18;117,118) ausgestattet ist, mittels dessen der Kolben (18;118) des Hubzylinders mit geringer Vorschubkraft jedoch relativ rasch in die für die Auslösung des Last-Hubes erforderliche Ausgangsstellung verfahrbar ist, aus der heraus die Ausführung des Last-Hubdruckes des Hubzylinders einsetzt, in dem der Vorschub-Antrieb durch des Hubzylinders (11;111) durch Druckbeaufschlagung seines Antriebsdruckraumes (19;119) erfolgt, wobei die Vorschubgeschwindigkeit im Last-Vorschubbetrieb gegenüber der Eilganggeschwindigkeit signifikant reduziert, die Vorschubkraft jedoch entsprechend erhöht ist.
  3. Hubsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Eilgang-Antrieb als in den Hubzylinder (11) integrierter hydraulischer Eilgang-Zylinder ausgebildet ist (1).
  4. Hubsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Eilgang-Zylinder (28) als doppelt wirkender Hydrozylinder ausgebildet ist.
  5. Hubsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eilgang-Zylinder (28) einen flanschförmigen Kolben (31) hat, der mittels einer Kolbenstange (29) fest mit dem Boden (21) eines topfförmigen Gehäuses (17) des Hubzylinders (11) verbunden ist und innerhalb eines zylindrischen Innenraumes des Kolbens (18) des Hubzylinders (11) einen zylindrischen Antriebsdruckraum (31) gegen einen von der Kolbenstange (29) axial durchsetzten Ringraum (33) druckdicht abgedichtet abgrenzt, der seinerseits mittels einer an dem Antriebskolben (18) verschiebefest angeordneten, die Kolbenstange umspannenden Richtdichtung gleitfähig gegen den Antriebsdruckraum (19) des Hubzylinders (11) abgedichtet ist.
  6. Hubsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eilgangzylinder (128) einen mit dem Gehäuse des Hubzylinders fest verbundenen Kolben (133) und ein relativ zu diesem bewegbares Gehäuseelement (137) hat, das zwischen Anschlagelementen (148 und 152) des Kolbens (118) des Hubzylinders (111) zug- und schubfest verankert ist.
  7. Hubsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass

    a) der Eilgangzylinder (128) einen zylindrisch-rohrförmigen Gehäusemantel hat, dessen Außendurchmesser D/1 kleiner ist als der Durchmesser D/2 einer einen zylindrisch-topfförmigen Innenraum (146) des Hubzylinders (111) radial begrenzenden zentralen Bohrungsstufe (147/3) des Hubzylinderkolbens (118), jedoch größer als der Durchmesser D/4 einer Bohrungs-Endstufe (147/4) ist, die über eine radiale Ringstufe (152) an den zentralen Bohrungsabschnitt (147/3) des Durchmessers D/2 anschließt, an der das Gehäuseteil (137) axial abstützbar ist, dass

    b) die Stufenbohrung des Hubzylinderkolbens lastseitig durch einen Abschlussflansch (148) abgeschlossen ist, an dessen Innenseite das bewegliche Gehäuseteil (137) des Eilgangzylinders mittels eines außenseitig kalottenförmig gestalteten Bodenteils – im Wesentlichen punktförmig – abgestützt ist, das die lastseitige Begrenzung des Steuerdruckraumes (136) des Eilgangzylinders (128) bildet, und dass

    c) der Kolben des Hubzylinders in dessen Gehäuse derart beweglich angeordnet ist, dass seine zentrale Achse innerhalb eines kleinen Variationsbereiches eine von der zentralen Längsachse (22) des Gehäuses (117) des Hubzylinders abweichende Orientierung einnehmen kann.
  8. Hubsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (118) des Hubzylinders (111) die Form eines Kegelstumpfes mit kleinem (zwischen 2° und 3° betragenden) Kegelwinkel hat, wobei dieser Kolben in unmittelbarer Nähe zu der dem Durchmesser nach größeren ebenen Basisfläche (124) eine periphere Ringnut (126) hat, in die eine Ringdichtung (127) eingesetzt ist, mittels der der Antriebskolben innerhalb seines bezüglich der zentralen Längsachse (22) des Gehäuses möglichen Kippbereiches gleitend verschiebbar gegen das Gehäuse (117) abgedichtet ist.
  9. Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckpumpe (13) des Druckversorgungsaggregats (12) als Kolbenpumpe ausgebildet ist, deren Fördervolumen pro Umdrehung des Antriebsmotors (15) einen definierten Wert hat.
  10. Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (13) und/oder der elektrische Antriebsmotor (15) des jeweiligen Druckversorgungsaggregats (12) mit einem Zyklenzähler ausgerüstet ist, der allein in einer elektronischen Steuereinheit 16 des Hubsystems auswertbares, für die Zahl der ausgeführten Motor-Umdrehungen bzw. Förderhübe der Pumpe (13) charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt.
  11. Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektronischer oder elektromechanischer Drucksensor (78) vorgesehen ist, der ein für den Druck im Antriebsdruckraum (19) des Hubzylinders (11) charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das der elektronischen Steuereinheit (16) des Hubsystems (10) als Informations-Eingangssignal zugeleitet ist.
  12. Hubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor vorgesehen ist, der ein für den Ausgangsdruck pA der Pumpe (13) des jeweiligen Druckversorgungsaggregats (12) charakteristisches elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das der elektronischen Steuereinheit (16) des Hubsystems (10) als Informations-Eingangssignal zugeleitet ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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