Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen hydraulischen Zylinder und ein Verfahren zum Bewegen einer Last mit verschiedenen Belastungsgraden (Gegendrücken) und unterschiedlichen Hubwegen mit Hilfe dieses mehrstufigen hydraulischen Zylinders.

Mehrstufige hydraulische Zylinder zum Bewegen von Lasten sind grundsätzlich bekannt. Teleskopzylinder bekannter Bauarten nach dem Oberbegriff weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie zusätzlich zu der Zylinderbaulänge noch Platz für die erforderliche Tragkonstruktion benötigen. Darüber hinaus müssen alle Bauteile des Teleskopzylinders so gestaltet sein, daß sie die Kräfte aufnehmen können, die von einer jeden Zylinderstufe erzeugt werden. Bei einem großen Kraftunterschied zwischen den einzelnen Zylinderstufen führt diese Eigenart der Teleskopzylinder zwangsläufig zu einer aufwendigen konstruktiven Gestaltung des Zylinders.

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, einen mehrstufigen hydraulischen Zylinder zu schaffen, der in der Lage ist, Lasten mit verschiedenen Belastungsgraden und Hubwegen zu bewegen, der eine kompakte Bauform aufweist, eine möglichst geringe Bauhöhe besitzt und sich kostengünstiger herstellen läßt als mehrstufige Hubzylinder bekannter Bauart.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt in der Weise, wie es in den Patentansprüchen angegeben ist.

₁ Entsprechend der Aufgabenstellung wird somit ein mehrstufiger hydraulischer Zylinder geschaffen, der in der ersten Hubstufe einen hohen Druck bei kurzem Hubweg erzeugen kann. Diese erste Hubstufe basiert auf dem an

_- sich bekannten Prinzip des Hohlkolbenzylinders, wobei die Last auf einem Hohlkolben aufgelagert ist. Dieser Hohlkolben ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, daß er gleichzeitig das Zylinderrohr des in seinem Inneren angeordneten mehrstufigen Teleskopzylinders darstellt.

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Im Ausführungsbeispiel bewegt eine Druckbeaufschlagung am Anschlußstutzen der ersten Hubstufe bei der anfänglichen Hubbewegung eine große Last. Diese Last besteht aus einer physikalischen Last, vergrößert um

- _j e ein bestimmtes Losbrechmoment. Nach Beendigung des kurzen Hubes innerhalb der ersten Hubstufe ist das Losbrechmoment überwunden und es braucht in der oder den weiteren Stufen der Hubbewegung nur noch die Last allein bewegt zu werden. Hierzu werden die entsprechenden Hubstufen II und III am

Druckmediumanschluß druckbeaufschlagt. Im Ausführungsbeispiel fährt der Kolben der Stufe III bis gegen die Last und übernimmt dieselbe. Die Stufen II und III fahren aus und bewegen die Last schließlich bis

2 in ihre Endstellung.

Beim Zurückfahren bzw. Absenken des beispielsweise dreistufigen Hubzylinders sind nur niedrige Gegendrücke bzw. Lasten aufzunehmen und in die gewünschte 30 Endposition zurückzufahren.

ein solcher mehrstufiger hydraulischer Zylinder kann als dreistufiges Hubsystem beispielsweise an einem Gleichstromlichtbogenofen eingesetzt werden, um eine 3 ca. 26,0 Tonnen schwere Bodenelektrode nach

entsprechendem Verschleiß bzw. Abbrand aus dem mit Feuerfestmaterial ausgekleideten Herdboden des Elektroofens heraus- und somit in das Innere des Ofenraumes hineinzudrücken.

Der aufzuwendende Druck der ersten Stufe des insgesamt dreistufigen Systems kann bis zu ca. 100 t betragen, um die mit dem Herdboden fest versinterte und eingestampfte Bodenelektrode zu lösen und um ca. 300 mm anzuheben. In der zweiten und dritten Stufe kann die losgelöste Bodenelektrode durch die beiden inneren Hubzylinder (Stufen II und III) um ca. 2000 mm angehoben werden, um von einem anderen Hebezeug, beispielsweise einem Hallenkran, aufgenommen und zu einem Abstell- bzw. Reparaturplatz in der Halle des Stahlwerkes gefahren und dort abgesetzt zu werden.

In den Patentfiguren ist die Erfindung anhand von im Prinzip dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt des dreistufigen Hubzylinders in eingefahrenem Zustand,

Fig. 2 einen Schnitt des dreistufigen Hubzylinders mit ausgefahrener Stufe I,

Fig. 3 einen Schnitt des dreistufigen Hubzylinders im ausgefahrenen Zustand und

Fig. 4 die Anordnung der dreistufigen Hubzylinder unterhalb der Bodenelektrode eines Gleichstromlichtbogenofens.

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten hydraulischen Zylinder handelt es sich um einen dreistufigen Zylinder, bestehend aus einer ersten Zylinderstufe I, die als Hohlkolbenzylinder mit einem Zylinderrohr (1), dem Kolben (2) und der Hohlkolbenstange (3) ausgebildet ist.

In der Hohlkolbenstange (3) sind zwei langhubige Zylinder (4, 6) als Teleskopzylinder angeordnet.

Die Hohlkolbenstange (3) weist eine Hubbegrenzung (5) für den Teleskopkolben (4) der Stufe II auf und der Teleskopkolben (4) wiederum eine Hubbegrenzung (7) für den Teleskopzylinder (6) der Stufe III.

An dem Zylinderrohr (1) sind Druckmediumanschlüsse (8) für das Heben und (9) für das Senken der Stufe I vorgesehen. Die entsprechenden Anschlüsse (10, 11) für das Druckmedium für die Stufen II und III befinden sich (für das Heben) unterhalb der Hohlkolbenstange (3) und (für das Senken) seitlich im oberen Bereich der Hohlkolbenstange (3).

Mit (13) ist eine stationäre Abstützung bezeichnet, auf der sich der Zylinder der Stufe I abstützen kann.

Fig. 1 zeigt den dreistufigen Hubzylinder in eingefahrenem Zustand.

In Fig. 2 erkennt man, daß die Hohlkolbenstange (3) als Stufe I nach oben ausgefahren ist.

Fig. 3 zeigt den dreistufigen Hubzylinder im voll ausgefahrenen Zustand, d.h. hier sind beide

Teleskopzylinder (4, 6) bis zu ihren Hubbegrenzungen ausgefahren.

In den Patentfiguren 1 bis 3 ist allgemein die Anwendung des erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinders als Hubzylinder zum Heben und Absenken einer Last (12) dargestellt. Selbstverständlich läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung grundsätzlich auch für die Bewegung von Lasten in andere Richtungen verwenden.

Fig. 4 zeigt die Verwendung eines dreistufigen Hubsystems an einem praktischen Beispiel, nämlich zum Ausdrücken der Bodenelektrode aus dem Ofenherd eines Gleichstromlichtbogenofens entsprechend dem Hinweis in der Beschreibungseinleitung.

Die Bodenelektrode (14) befindet sich im Herd eines Gleichstromlichtbogenofens und soll nach Verschleiß durch eine neue oder überholte Bodenelektrode ersetzt werden. Mit Hilfe der unterhalb des Ofengefäßes am Umfang der Bodenelektrode angeordneten mehrstufigen Zylinder (16), die von unten gegen das Bodenblech (15) der Bodenelektrode (14) drücken, wird gemäß Patentanspruch 5 die Bodenelektrode unter anfänglich hohem Gegendruck (Gewicht der Bodenelektrode ca. 26 t) der Hohlkolbenzylinder (1, 2, 3) mit Druckmedium beaufschlagt. Dadurch wird erreicht, daß die Bodenelektrode (14) aus dem Verbund mit dem sie umgebenden feuerfesten Material des Ofenherdes losgebrochen wird. Anschließend heben die langhubigen Zylinder unter geringerem Gegendruck die Bodenelektrode ins Innere des Ofengefäßes des Lichtbogenofens. Die verschlissene Bodenelektrode kann sodann von einem Greifer aus dem Ofen entnommen werden.

Bezugsziffernliste:

1 Zylinderrohrstufe I

2 Kolbenstufe I

3 Hohlkolbenstange I

4 Teleskopkolben, Stufe II

5 Hubbegrenzung, Stufe II

6 Teleskopkolben, Stufe III

7 Hubbegrenzung, Stufe III

8 Druckmediumanschluß für Heben, Stufe I

9 Druckmediumanschluß für Senken, Stufe I

10 Druckmediumanschluß für Heben, Stufen II und III

11 Druckmediumanschluß für Senken, Stufen II und III

12 Last

13 Abstützung

14 Bodenelektrode eines Gleichstromlichtbogenofens

15 Bodenblech von 14

16 mehrstufige hydraulische Zylinder

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