Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Zylinder mit einem Kolben, an dem mindestens eine einen Abschnitt der Innenfläche des Zylindermantels überdeckende Dichtung angeordnet ist und dessen Verschiebung einenends durch einen im Zylinder vorhandenen Überlauf begrenzt wird.
Derartige hydraulische Zylinder dienen insbesondere als Hebezylinder von Wagenhebern. Bei einer bekannten Ausführung eines solchen Zylinders ist am Kolben als Dichtungselement eine Leder-Manschette befestigt, und der Überlauf wird durch eine radiale Durchgangsbohrung im Zylindermantel gebildet. Bei dieser Ausführung wird die Durchgangsbohrung natürlich erst dann freigegeben und als Überlauf wirksam, wenn der Kolben so weit verschoben wurde, dass die Leder Manschette die Durchgangsbohrung überschritten hat. Damit die Manschette beim Betrieb des Wagenhebers nicht in kurzer Zeit beschädigt wird und dadurch ihre Dicht-Wirkung verliert, muss die Durchgangsbohrung einen möglichst kleinen Durchmesser, beispielsweise etwa 0,5 mm, aufweisen.
Da der Zylinder aus einem harten, eine grosse Festigkeit aufweisenden, metallischen Werkstoff besteht, ist das Bohren einer Bohrung mit so kleinem Durchmesser äusserst heikel und erfordert daher eine grosse Geschicklichkeit und einen relativ hohen Zeitaufwand. Des weitern haben Versuche erwiesen, dass Dichtungselemente, die anstatt aus Leder aus Kunststoff bestehen, selbst durch so kleine Bohrungen derart beschädigt werden, dass sie schon nach kurzem Betrieb des Wagenhebers unbrauchbar sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Zylinder mit einem Überlauf bereit zu stellen, der einerseits die Verwendung von Dichtungselementen aus Kunststoff ermöglicht und der andererseits ohne Schwierigkeiten und mit geringem Zeitaufwand hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen hydraulischen Zylinder der eingangs genannten Art gelöst, der erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass der Überlauf durch mindestens eine Vertiefung in der Innenfläche des Zylindermantels gebildet wird, deren Ausdehnung in Richtung der Zylinderachse grösser ist, als diejenige des durch die Dichtung, bzw. die Dichtungen überdeckten Abschnittes der Innenfläche des Zylindermantels und deren Übergänge zum zylindrischen Abschnitt der Innenfläche kantenlos sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 eine axonometrische, schematische Ansicht eines hydraulischen Wagenhebers, die Fig. 2 einen Axial-Schnitt des oberen Abschnittes des hydraulischen Hebe-Zylinders, die Fig. 3 einen Schnitt durch den Hebe-Zylinder entlang der Linie III-III der Figur 2.
Die Figur 1 zeigt eine etwas vereinfachte axonometrische
Darstellung eines hydraulischen Hebers. Er weist eine Grund platte 1 auf, auf der der Hebe-Zylinder aufgeschweisst ist. Der letztere weist einen Zylindermantel 2 und einen konzentrisch dazu angeordneten, bei seinem oberen Ende nach innen gewölbten Aussenmantel 3 auf.
Wie es in der Figur 2 ersichtlich ist, ist der Zylindermantel 2 bei seinem oberen Ende mit einem Aussengewinde 2a verse hen und mit einer Buchse 4 verschraubt. Die letztere ist auf der unteren Seite mit einer ringförmigen Nut 4a versehen, in die das Ende des Aussenmantels 3 hineinragt. In der Nut 4a ist ferner ein zur Dichtung dienender O-Ring 5 angeordnet. Im
Zylindermantel 2 ist ein Hebe-Kolben 7 verschiebbar gelagert, der zusätzlich in der Bohrung 4b der Buchse 4 geführt wird und der eine koaxiale, mit einem Trapezgewinde versehene
Bohrung 7a aufweist. In diese ist mit einem entsprechenden Aussengewinde versehene Tragstange 8 eingeschraubt, die an ihrem oberen Ende einen nicht dargestellten Tragteller aufweist.
An seinem unteren Ende weist der Hebe-Kolben 7 einen koaxialen, zylindrischen Bolzen 7b auf, dessen Ende mit einem Gewinde versehen ist. Ferner ist bei seinem unteren Ende eine Dichtung angeordnet, die aus zwei Elementen, nämlich einem metallischen Dichtungsring 9 und einer Kunststoff-Manschette 10 besteht. Die beiden Dichtungselemente weisen je eine koaxiale Bohrung auf und werden von dem diese durchdringenden Bolzen 7b zentriert und durch die Gewindemutter 12 und die Unterlagsscheibe 11 am Hebe Kolben 7 festgehalten.
Auf der Grundplatte 1 ist ferner ein Ventilgehäuse 13 angeschraubt, an dem auf der oberen Seite der Pumpzylinder 14 befestigt ist. Der im letzteren geführte Pumpkolben 15 kann mit einem Hebel 16, der an einem Lenker 17 angelenkt ist, betätigt werden. Das Ventilgehäuse 13 enthält die für den Betrieb des Hebers notwendigen Rückschlag-Ventile sowie ein mittels des verstellbaren Gewindebolzens 18 steuerbares Entleerungs-Ventil. Diese Ventile werden durch zwei durch die Grundplatte 1 führende Leitungen la und Ib mit dem Hebe Zylinder verbunden, wobei die Leitung la in den vom Zylindermantel 2, der Grundplatte 1 und dem Hebe-Kolben 7 begrenzten Arbeitsraum 2a und die Leitung 1b in den durch den Aussenmantel 3 und den Zylindermantel 2 begrenzten Hohlraum 3a mündet. Der letztere dient als Reservoir für die Hydraulikflüssigkeit.
Bei der Benutzung des Hebers wird dieser unter die zu hebende Last, beispielsweise einen Wagen, geschoben.
Anschliessend wird die Tragstange 8 so weit aus dem Hebe Kolben 7 herausgeschraubt, dass der an ihrem oberen Ende angeordnete Tragteller an einer geeigneten Fläche der Last anliegt. Beim Betätigen des Hebels 16 wird nun durch die Auf- und Ab-Bewegung des Pumpkolbens 15 Hydraulikflüssigkeit vom Reservoir 3a in den Arbeitsraum 2d des Hebe Zylinders gepumpt und der Hebe-Kolben 7 und die darauf abgestützte Last gehoben. Soll der Hebe-Kolben 7 wieder abgesenkt werden, so kann durch Verstellen des Gewindebolzens 18 das Entleerungsventil geöffnet werden, das so angeordnet ist, dass nun die durch den Hebe-Kolben 7 mit Druck beaufschlagte Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 2d in das Reservoir 3a zurückströmt.
Damit bei der Benutzung des Hebers der Hebe-Kolben 7 nicht oben hinausfallen kann, wird seine Verschiebung einenends, nämlich oben, durch einen Überlauf begrenzt. Dieser wird durch mindestens eine Vertiefung 2c in der Innenfläche des Zylindermantels 2 gebildet. Die Vertiefung 2c ist so ausgebildet, dass ihre Ausdehnung in Richtung der Zylinderachse grösser ist als die Ausdehnung des durch den Dichtungsring 9 und die Manschette 10 überdeckten Abschnittes der Innenfläche 2b des Zylindermantels 2. Dies hat zur Folge, dass die Hydraulikflüssigkeit in der in der Figur 2 dargestellten Endstellung des Hebe-Kolbens 7 durch die Vertiefung 2c um die Dichtung 9, 10 herumströmen kann.
Der Kolben 8 hat soviel Spiel, dass die Hydraulikflüssigkeit auch zwischen der Aussenfläche des Kolbens 8 und der Innenfläche 2b des Zylindermantels 2 hindurchströmen kann. Der Zylindermantel 2 weist an seinem oberen Ende in dem nie von den Elementen 9, 10 der Dichtung bedeckten Mantelabschnitt eine durchgehende, als Austrittsöffnung dienende Bohrung 2e auf. Diese mündet in das Reservoir 3a, so dass die Hydraulikflüssigkeit beim Erreichen der Kolben-Endstellung direkt in das Reservoir 3a zurückströmen kann. Durch einen O-Ring 6, der in einer ringförmigen Nut 4c der Buchse 4 angeordnet ist, wird der Hebe-Kolben 7 gegen oben abgedichtet, so dass keine Hydraulikflüssigkeit oben ausströmen kann. Aus den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, dass die Vertiefung 2c sich nur über einen begrenzten Umfangs-Abschnitt der Innenfläche 2b des Zylindermantels 2 erstreckt.
Eine solche Vertiefung kann bei der Herstellung des Zylindermantels 2 beispielsweise mit Hilfe eines zweckmässig geformten Schlaginstrumentes oder durch Fräsen mittels eines Formfräsers gebildet werden. Wie den Figuren 2 und 3 weiter entnommen werden kann, hat die Vertiefung 2c die Form einer flachen Mulde und ist vollständig kantenlos. Eine Beschädigung der zur Dichtung dienenden Manschette 10 beim Überschreiten der Vertiefung 2a wird dadurch praktisch vollständig vermieden. Die Versuche haben insbesondere erwiesen, dass bei dieser Ausbildung des Überlaufs nicht nur Leder-, sondern auch Kunststoff-Manschetten eine hohe Lebensdauer erreichen.
An sich ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die den Überlauf bildende Vertiefung kantenlos ist. Beispielsweise könnte der Bodenabschnitt der Vertiefung, der von der Dichtungs-Manschette nicht berührt wird, ohne weiteres eine Kante aufweisen. Es ist also ausreichend, wenn die Übergänge von der Vertiefung 2c zum zylindrischen Abschnitt der Innenfläche 2b kantenlos sind. Selbstverständlich ist es bei schneller arbeitenden hydraulischen Zylindern auch möglich, mehrere solcher Vertiefungen über den Umfang verteilt anzuordnen. Des weitern könnte die Vertiefung auch ringförmig ausgebildet sein. Falls der Kolben mit mehreren, in bestimmten Entfernungen voneinander angeordneten Dichtungen, etwa Kolbenringen, versehen ist, muss der Überlauf selbstverständlich so ausgebildet sein, dass die Hydraulikflüssigkeit alle Dichtungen umströmen kann.
Die Vertiefung muss sich also entweder über alle Dichtungen erstrecken, oder es müssen mehrere Vertiefungen hintereinander angeordnet sein.
Da die Dichtungs-Manschette 10 beim Betrieb des Hebers nicht bis zur Bohrung 2e gelangt, hat die Grösse und Ausbildung der letzteren keinen Einfluss auf die Lebensdauer der ersteren. Der Bohrungsdurchmesser kann daher so gewählt werden, dass die Bohrung 2e mühelos hergestellt werden kann.
Selbstverständlich könnte die Bohrung 2e auch durch eine andere Austrittsöffnung ersetzt werden. Es wäre beispielsweise möglich, den Zylindermantel oben mit einer Erweiterung zu versehen und auf deren Stirnseite eine Austrittsöffnung anzuordnen.
The invention relates to a hydraulic cylinder with a piston on which at least one seal covering a section of the inner surface of the cylinder jacket is arranged and the displacement of which is limited at one end by an overflow present in the cylinder.
Such hydraulic cylinders are used in particular as lifting cylinders for jacks. In a known embodiment of such a cylinder, a leather sleeve is attached to the piston as a sealing element, and the overflow is formed by a radial through hole in the cylinder jacket. With this design, the through hole is of course only released and effective as an overflow when the piston has been moved so far that the leather sleeve has exceeded the through hole. So that the sleeve is not damaged in a short time when the jack is in operation and thereby loses its sealing effect, the through-hole must have the smallest possible diameter, for example about 0.5 mm.
Since the cylinder is made of a hard, high-strength metallic material, drilling a hole with such a small diameter is extremely delicate and therefore requires great skill and a relatively high expenditure of time. Furthermore, tests have shown that sealing elements, which are made of plastic instead of leather, are so damaged even by holes that are so small that they are unusable after a short operation of the jack.
The invention is therefore based on the object of providing a hydraulic cylinder with an overflow which, on the one hand, enables the use of sealing elements made of plastic and, on the other hand, can be produced without difficulty and with little expenditure of time.
This object is achieved by a hydraulic cylinder of the type mentioned at the outset, which is characterized according to the invention in that the overflow is formed by at least one recess in the inner surface of the cylinder jacket, the extension of which in the direction of the cylinder axis is greater than that of the seal, or the seals covered portion of the inner surface of the cylinder jacket and their transitions to the cylindrical portion of the inner surface are edgeless.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained below with reference to the drawing. In the drawing, FIG. 1 shows an axonometric, schematic view of a hydraulic jack, FIG. 2 shows an axial section of the upper section of the hydraulic lifting cylinder, FIG. 3 shows a section through the lifting cylinder along the line III- III of Figure 2.
Figure 1 shows a somewhat simplified axonometric
Representation of a hydraulic jack. It has a base plate 1 on which the lifting cylinder is welded. The latter has a cylinder jacket 2 and an outer jacket 3 arranged concentrically therewith and curved inward at its upper end.
As can be seen in FIG. 2, the cylinder jacket 2 is provided at its upper end with an external thread 2 a and screwed to a socket 4. The latter is provided on the lower side with an annular groove 4a into which the end of the outer jacket 3 protrudes. An O-ring 5 serving for sealing is also arranged in the groove 4a. in the
Cylinder jacket 2, a lifting piston 7 is displaceably mounted, which is additionally guided in the bore 4b of the bush 4 and which is a coaxial one with a trapezoidal thread
Has bore 7a. In this support rod 8 provided with a corresponding external thread is screwed, which has a support plate (not shown) at its upper end.
At its lower end, the lifting piston 7 has a coaxial, cylindrical bolt 7b, the end of which is provided with a thread. Furthermore, a seal is arranged at its lower end which consists of two elements, namely a metallic sealing ring 9 and a plastic sleeve 10. The two sealing elements each have a coaxial bore and are centered by the bolt 7b penetrating them and held in place on the lifting piston 7 by the threaded nut 12 and the washer 11.
A valve housing 13, to which the pump cylinder 14 is fastened on the upper side, is also screwed onto the base plate 1. The pump piston 15 guided in the latter can be actuated with a lever 16 which is articulated on a handlebar 17. The valve housing 13 contains the non-return valves necessary for the operation of the jack as well as an emptying valve controllable by means of the adjustable threaded bolt 18. These valves are connected to the lifting cylinder by two lines la and Ib leading through the base plate 1, the line la in the working chamber 2a delimited by the cylinder jacket 2, the base plate 1 and the lifting piston 7 and the line 1b in the Outer jacket 3 and the cylinder jacket 2 delimited cavity 3a opens. The latter serves as a reservoir for the hydraulic fluid.
When using the jack, it is pushed under the load to be lifted, for example a trolley.
The support rod 8 is then screwed out of the lifting piston 7 so far that the support plate arranged at its upper end rests on a suitable surface of the load. When the lever 16 is actuated, the up and down movement of the pump piston 15 pumps hydraulic fluid from the reservoir 3a into the working space 2d of the lifting cylinder and the lifting piston 7 and the load supported on it are lifted. If the lifting piston 7 is to be lowered again, the drain valve can be opened by adjusting the threaded bolt 18, which is arranged so that the hydraulic fluid pressurized by the lifting piston 7 now flows back from the working chamber 2d into the reservoir 3a.
So that the lifting piston 7 cannot fall out at the top when the lifter is used, its displacement is limited at one end, namely at the top, by an overflow. This is formed by at least one recess 2c in the inner surface of the cylinder jacket 2. The recess 2c is designed so that its extension in the direction of the cylinder axis is greater than the extension of the portion of the inner surface 2b of the cylinder jacket 2 covered by the sealing ring 9 and the sleeve 10. This has the consequence that the hydraulic fluid in the The end position of the lifting piston 7 shown in FIG. 2 can flow around the seal 9, 10 through the recess 2c.
The piston 8 has so much play that the hydraulic fluid can also flow through between the outer surface of the piston 8 and the inner surface 2b of the cylinder jacket 2. The cylinder jacket 2 has at its upper end in the jacket section never covered by the elements 9, 10 of the seal, a continuous bore 2e serving as an outlet opening. This opens into the reservoir 3a so that the hydraulic fluid can flow back directly into the reservoir 3a when it reaches the piston end position. The lifting piston 7 is sealed against the top by an O-ring 6, which is arranged in an annular groove 4c of the bushing 4, so that no hydraulic fluid can flow out at the top. It can be seen from FIGS. 2 and 3 that the depression 2c extends only over a limited circumferential section of the inner surface 2b of the cylinder jacket 2.
Such a recess can be formed during the production of the cylinder jacket 2, for example, with the aid of a suitably shaped percussion instrument or by milling with a form cutter. As can be seen from Figures 2 and 3, the recess 2c has the shape of a flat trough and is completely edgeless. Damage to the cuff 10 used for sealing when the recess 2a is exceeded is thereby practically completely avoided. The tests have shown in particular that with this design of the overflow not only leather but also plastic sleeves achieve a long service life.
In and of itself it is not absolutely necessary that the recess forming the overflow has no edges. For example, the bottom section of the recess which is not touched by the sealing sleeve could easily have an edge. It is therefore sufficient if the transitions from the recess 2c to the cylindrical section of the inner surface 2b have no edges. Of course, with hydraulic cylinders that work faster, it is also possible to arrange several such depressions distributed over the circumference. Furthermore, the recess could also be designed in an annular manner. If the piston is provided with several seals, for example piston rings, arranged at certain distances from one another, the overflow must of course be designed in such a way that the hydraulic fluid can flow around all seals.
The recess must therefore either extend over all seals, or several recesses must be arranged one behind the other.
Since the sealing sleeve 10 does not reach the bore 2e when the lifter is in operation, the size and design of the latter has no influence on the service life of the former. The bore diameter can therefore be selected so that the bore 2e can be produced with ease.
Of course, the bore 2e could also be replaced by another outlet opening. It would be possible, for example, to provide the cylinder jacket with an extension at the top and to arrange an outlet opening on its end face.