DE10011684B4

DE10011684B4 - hydraulic cylinders

Info

Publication number: DE10011684B4
Application number: DE2000111684
Authority: DE
Inventors: Laurentius Andreas Gerardus Mentink; Johnny Antonius Jacobus Wiggemans
Original assignee: Applied Power Inc
Current assignee: Enerpac Tool Group Corp
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-03-11
Also published as: DE10011684A1; NL1011595C1

Abstract

Hydraulikzylinder (1) mit einem Zylindergehäuse (2), das einen ersten und einen zweiten Zylinderkopf (3,4) aufweist, einem zwischen den Zylinderköpfen im Zylindergehäuse (2) hin- und herbeweglichen Kolben (5) und einer mit dem Kolben (5) verbundenen Kolbenstange (9), die mit dem Kolben (5) eine Kolben/ Kolbenstangeneinheit bildet, wobei die Kolbenstange durch eine Kolbenstangenbohrung (10) in dem ersten Zylinderkopf aus dem Zylindergehäuse (2) ragt, und wobei der Zylinder (1) weiter eine mit einer Längssteilnaht versehene Klemmbüchse (20) zum Festklemmen der Kolben/Kolbenstangen-Einheit relativ zu dem Zylindergehäuse (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbüchse (20) mit radialem Spiel um die Kolben/Kolbenstangen-Einheit herum angeordnet und in axialer Richtung an dieser gesichert ist und daß ein Zylinderkopf (4) des Zylinders mit einer zu der Klemmbüchse (20) in solcher weise korrespondierenden Aufnahmebohrung (10) versehen ist, daß die Klemmbüchse (20) bei einem durch eine Axialbewegung der Kolben/Kolbenstangeneinheit herbeigeführten Eintreten in die Aufnahmebohrung (10) unter Verkleinerung des Durchmessers zusammengedrückt wird...Hydraulic cylinder (1) with a cylinder housing (2) which has a first and a second cylinder head (3, 4), a piston (5) which can be moved back and forth between the cylinder heads in the cylinder housing (2) and one with the piston (5) connected piston rod (9), which forms a piston / piston rod unit with the piston (5), the piston rod protruding from the cylinder housing (2) through a piston rod bore (10) in the first cylinder head, and the cylinder (1) also having one has a longitudinally partially welded clamping sleeve (20) for clamping the piston / piston rod unit relative to the cylinder housing (2), characterized in that the clamping sleeve (20) is arranged with radial play around the piston / piston rod unit and in the axial direction this is secured and that a cylinder head (4) of the cylinder is provided with a corresponding to the clamping sleeve (20) in such a receiving bore (10) that the clamping sleeve (20) at egg nem is caused by an axial movement of the piston / piston rod unit entering the receiving bore (10) while reducing the diameter ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikzylinder mit einem Zylindergehäuse, das einen ersten und einen zweiten Zylinderkopf aufweist, einem zwischen den Zylinderköpfen im Zylindergehäuse hin- und herbeweglichen Kolben und einer mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange, die mit dem Kolben eine Kolben/ Kolbenstangeneinheit bildet, wobei die Kolbenstange durch eine Kolbenstangenbohrung in dem ersten Zylinderkopf aus dem Zylindergehäuse ragt, und wobei der Zylinder weiter eine mit einer Längssteilnaht versehene Klemmbüchse zum Festklemmen der Kolben/Kolbenstangen-einheit relativ zu dem Zylindergehäuse aufweist.The present invention relates on a hydraulic cylinder with a cylinder housing that has a first and a second cylinder head, one between the cylinder heads in the cylinder housing reciprocating piston and one connected to the piston Piston rod, which forms a piston / piston rod unit with the piston, the piston rod passing through a piston rod bore in the first Cylinder head from the cylinder housing protrudes, and wherein the cylinder further one with a longitudinal seam provided clamping sleeve for clamping the piston / piston rod unit relative to the cylinder housing having.

Ein derartiger Hydraulikzylinder ist zum Beispiel aus der EP 0 309 066 bekannt. Bei diesem bekannten doppeltwirkenden Hydraulikzylinder ragt die Kolbenstange durch eine zugehörige Kolbenstangenbohrung in dem ersten Zylinderkopf. Der Zylinder ist mit Klemmitteln versehen, um die Kolben/Kolbenstangen-Einheit in der eingeschobenen Lage relativ zu dem Zylindergehäuse festzuklemmen. Hierzu ist an der dem zweiten Zylinderkopf zugewandten Seite an der Kolben/Kolbenstangen-Einheit ein konischer Vorsprung angeordnet. Weiter ist in dem zweiten Zylinderkopf eine ko nische Bohrung zum Aufnehmen des konischen Vorsprungs vorgesehen. Durch den Druck, mit dem der konische Vorsprung in die zugehörige Bohrung eingeführt wird, klemmt sich dieser Vorsprung gut fest und so wird die Kolben/Kolbenstangen-Einheit in der eingeschobenen Lage festgehalten.Such a hydraulic cylinder is for example from the EP 0 309 066 known. In this known double-acting hydraulic cylinder, the piston rod protrudes through an associated piston rod bore in the first cylinder head. The cylinder is provided with clamping means in order to clamp the piston / piston rod unit in the inserted position relative to the cylinder housing. For this purpose, a conical projection is arranged on the side facing the second cylinder head on the piston / piston rod unit. Next, a ko African bore for receiving the conical projection is provided in the second cylinder head. Due to the pressure with which the conical protrusion is inserted into the associated bore, this protrusion clamps well and so the piston / piston rod unit is held in the inserted position.

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß sich der konische Vorsprung oft in solcher Weise in der zugehörigen Bohrung festklemmt, daß eine unerwünscht große Kraft erforderlich ist, um die Klemmung aufzuheben.In practice it turned out that itself the conical projection often in such a way in the associated bore clamps that a undesirable size Force is required to release the clamp.

Bei einem aus der DE 44 21 861 C2 bekannten Hydraulikzylinder wird die Kolbenstange von einem Reibring umgeben, der aus zwei geschlitzte Hülsen besteht und dazu dient, die Kolbenstange gegenüber dem Zylinder zu arretieren. Der Reibring ist an der Kolbenstange axial verschiebbar fixiert und bezüglich des Zylindergehäuses axial festgelegt. Durch diese Anordnung wird zwischen Reibring und Kolbenstange eine Reibkraft erzeugt, die sich bei stillstehender Kolbenstange als (größere) Haftreibung und bei bewegter Kolbenstange als (geringere) Gleitreibung äußert.With one from the DE 44 21 861 C2 Known hydraulic cylinder, the piston rod is surrounded by a friction ring, which consists of two slotted sleeves and serves to lock the piston rod in relation to the cylinder. The friction ring is fixed axially displaceably on the piston rod and axially fixed with respect to the cylinder housing. This arrangement creates a frictional force between the friction ring and the piston rod, which manifests itself as a (greater) static friction when the piston rod is stationary and as (less) sliding friction when the piston rod is moving.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder mit einfachen Klemmitteln für die Kolbenstange zu schaffen, die einerseits eine zuverlässige Klemmwirkung schaffen und andererseits eine reibungslose Aufhebung der Klemmwirkung ermöglichen.The present invention lies based on the task of a cylinder with simple clamping means for the piston rod to create, which on the one hand create a reliable clamping effect and on the other hand enable a smooth removal of the clamping effect.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Klemmbüchse mit radialem Spiel um die Kolben/ Kolbenstangeneinheit herum angeordnet und in axialer Richtung an dieser gesichert ist und daß ein Zylinderkopf des Zylinders mit einer zu der Klemmbüchse in solcher Weise korrespondierenden Aufnahmebohrung versehen ist, daß die Klemmbüchse bei einem durch eine Axialbewegung der Kolben/Kolbenstangeneinheit herbeigeführten Eintreten in die Aufnahmebohrung unter Verkleinerung des Durchmessers zusammengedrückt wird und klemmend in der Aufnahmebohrung steckt.The object is achieved in that the clamping sleeve with radial play arranged around the piston / piston rod unit and is secured in the axial direction on this and that a cylinder head of the cylinder with a receiving bore corresponding to the clamping sleeve in such a way is provided that the clamping bush with an axial movement of the piston / piston rod unit induced Enter the receiving hole while reducing the diameter pressed together and is stuck in the mounting hole.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Vorteile sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt:Further advantageous training and advantages are in the subclaims and the following Description of an embodiment shown in the drawing described. The drawing shows:

1 im Längsschnitt eine bevorzugte Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders, und 1 in longitudinal section a preferred embodiment of a hydraulic cylinder according to the invention, and

2 die Ausschnittsvergrößerung A der 1 mit dem unteren Teil der Klemmbüchse im Querschnitt und dem oberen Teil in Seitenansicht. 2 the enlargement A of the 1 with the lower part of the clamping sleeve in cross section and the upper part in side view.

In 1 ist ein doppeltwirkender linearer Hydraulikzylinder 1 mit einem länglichen und im wesentlichen zylindrischen Zylindergehäuse 2 gezeigt. An dem einen Ende ist das Zylindergehäuse 2 mit einem Zylinderboden 3 und an dem anderen Ende mit einem Zylinderkopf 4 versehen. In dem Zylindergehäuse 2 ist ein Kolben 5 hin- und herbeweglich angeordnet, welcher mit einem Dichtring 6 versehen ist, der abdichtend an der Innenfläche des Zylindergehäuses 2 anliegt. Somit begrenzt der Kolben 5 eine kopfseitige Arbeitskammer 7 und eine bodenseitige Arbeitskammer 8 in dem Zylindergehäuse 2, wobei die Kammern 7, 8 ein von der Lage des Kolbens 5 abhängiges Volumen haben. An dem Kolben 5 ist eine Kolbenstange 9 angeordnet, die durch eine zugehörige Kolbenstangenbohrung 10 in dem Zylinderkopf 4 aus dem Zylindergehäuse 2 herausragt. An dem freien Ende ist die Kolbenstange 9 mit einem Kupplungsorgan 11, in diesem Fall einer Kugelgelenkkupplung, versehen.In 1 is a double-acting linear hydraulic cylinder 1 with an elongated and essentially cylindrical cylinder housing 2 shown. At one end is the cylinder housing 2 with a cylinder bottom 3 and at the other end with a cylinder head 4 Mistake. In the cylinder housing 2 is a piston 5 arranged back and forth, which with a sealing ring 6 is provided, the sealing on the inner surface of the cylinder housing 2 is applied. The piston thus limits 5 a working chamber at the head 7 and a working chamber on the bottom 8th in the cylinder housing 2 , the chambers 7 . 8th one from the position of the piston 5 dependent volume. On the piston 5 is a piston rod 9 arranged by an associated piston rod bore 10 in the cylinder head 4 from the cylinder housing 2 protrudes. At the free end is the piston rod 9 with a coupling member 11 , in this case a ball joint coupling.

In dem Zylinderkopf 4 befindet sich ein Dichtring 12, durch welchen die Kolbenstange 9 abdichtend ragt. weiter ist in dem Zylinderkopf 4 ein Anschluß 13 vorgesehen, der mit der Kolbenstangenbohrung 10 und über diese Bohrung 10 mit der kopfseitigen Kammer 7 zum Zu- und Abführen hydraulischer Flüssigkeit in Verbindung steht. In dem Zylinderboden 3 ist ein Anschluß 14 vorgesehen, der mit der bodenseitigen Kammer 8 zum Zu- und Abführen hydraulischer Flüssigkeit in Verbindung steht.In the cylinder head 4 there is a sealing ring 12 through which the piston rod 9 sealing protrudes. further is in the cylinder head 4 a connection 13 provided that with the piston rod bore 10 and over this hole 10 with the head chamber 7 is connected to the supply and discharge of hydraulic fluid. In the cylinder bottom 3 is a connection 14 provided that with the bottom chamber 8th is connected to the supply and discharge of hydraulic fluid.

Der Zylinder 1 ist mit Klemmitteln versehen, um die von dem Kolben 5 und der Kolbenstange 9 gebildete Kolben/Kolbenstangeneinheit relativ zu dem Zylindergehäuse 2, in diesem Beispiel in der ausgeschobenen Lage, festzuklemmen. Wie sich aus der Darstellung der 2 deutlich herausstellt, ist die Kolbenstange 9 an seinem einen Ende mit einem Teil 16 ausgeführt der einen kleineren Durchmesser als derjenige Teil der Kolbenstange 9, der sich durch den Dichtring bewegt besitzt. An dem in dem Zylinderraum befindlichen Ende der Kolbenstange 9 befindet sich ein mit einem Schraubengewinde versehener Teil, auf dem der Kolben 5 festgeschraubt ist. Zwischen dem Kolben 5 und der Schulter 17 der Kolbenstange 9 ist eine Klemmbüchse 20 eingeschlossen, so daß ihre axiale Lage zu der Kolbenstange 9 festliegt.The cylinder 1 is provided with clamping means around the piston 5 and the piston rod 9 formed piston / piston rod unit relative to the cylinder housing 2 , in this example in the extended position, to clamp. As can be seen from the representation of the 2 is clearly the piston rod 9 at one end with a part 16 executed a smaller through knife than that part of the piston rod 9 that has moved through the sealing ring. At the end of the piston rod located in the cylinder space 9 there is a part with a screw thread on which the piston 5 is screwed tight. Between the piston 5 and the shoulder 17 the piston rod 9 is a clamping sleeve 20 included so that their axial position to the piston rod 9 fixed.

Die Klemmbüchse 20 ist mit einer Längsteilnaht 21 versehen, die sich von dem einen Stirnende bis zu dem anderen Stirnende erstreckt, so daß die Klemmbüchse 20 in Umfangsrichtung an einer Stelle geteilt ist. Die Längsteilnaht 21 verläuft hier parallel zu der Mittelachse der Klemmbüchse 20, aber sie könnte auch anders verlaufen, zum Beispiel in einem Winkel, oder in einer V-Form. In 2 ist ersichtlich, daß ein radiales Spiel zwischen der Kolbenstange 9 und der Klemmbüchse 20 vorhanden ist.The clamping sleeve 20 is with a longitudinal seam 21 provided, which extends from one end face to the other end face, so that the clamping sleeve 20 is divided at one point in the circumferential direction. The longitudinal seam 21 runs parallel to the central axis of the clamping sleeve 20 , but it could also be different, for example at an angle or in a V-shape. In 2 it can be seen that there is radial play between the piston rod 9 and the clamping sleeve 20 is available.

Die Klemmbüchse 20 ist aus einem elastisch verformbaren Material, zum Beispiel einem Metall, hergestellt. Vorzugsweise ist die Klemmbüchse aus gehärtetem Stahl hochwertigen Qualitäts hergestellt.The clamping sleeve 20 is made of an elastically deformable material, for example a metal. The clamping sleeve is preferably made of hardened steel of high quality.

Die Klemmbüchse 20 ist hier rein zylindrisch, was einfacher herzustellen ist als z.B. eine konische Büchse.The clamping sleeve 20 is purely cylindrical here, which is easier to manufacture than, for example, a conical sleeve.

Der Außendurchmesser der Klemmbüchse 20 ist in unbelastetem Zustand größer als der Durchmesser des Teils der Kolbenstange 9, der sich durch den Dichtring 12 bewegt, ins besondere ist dieser Durchmesser der Klemmbüchse 20 in unbelastetem Zustand einigermaßen größer als der an die kopfseitige Kammer 7 angrenzende Teil der Kolbenstangenbohrung 10. Die Abmessungen dieses Teils der Kolbenstangenbohrung 10 sind so, daß an dem Ende der Schiebebewegung der Kolben/Kolbenstangeneinheit die Klemmbüchse 20 mit dem Abschrägungsrand der Kolbenstangenbohrung 10 in Kontakt kommt und dann zusammengedrückt wird, so daß sich der Durchmesser der Klemmbüchse 20 verkleinert und die Klemmbüchse 20 in die Kolbenstangenbohrung 10 gelangt. Durch diese Durchmesserverkleinerung wird in der verformten Klemmbüchse 20 eine Spannung erzeugt, so daß die Klemmbüchse 20 mit ihrer Außenoberfläche mit Kraft in dem Zylinderkopf 4 klemmt und so die Kolben/Kolbenstangeneinheit fixiert wird.The outer diameter of the clamping sleeve 20 is larger than the diameter of the part of the piston rod in the unloaded state 9 through the sealing ring 12 moved, especially this diameter of the clamping sleeve 20 somewhat larger in the unloaded state than that on the head-side chamber 7 adjacent part of the piston rod bore 10 , The dimensions of this part of the piston rod bore 10 are such that at the end of the sliding movement of the piston / piston rod unit, the clamping sleeve 20 with the chamfered edge of the piston rod bore 10 comes into contact and is then compressed so that the diameter of the clamping sleeve 20 downsized and the clamping sleeve 20 in the piston rod bore 10 arrives. Through this reduction in diameter is in the deformed clamping sleeve 20 generates a tension so that the clamping sleeve 20 with its outer surface with force in the cylinder head 4 stuck and the piston / piston rod unit is fixed.

Wenn die Kolben/Kolbenstangeneinheit in der ausgeschobenen Lage festgeklemmt ist, kann diese Klemmwirkung mittels einer dem Anschluß 13 zugeführten hydraulischen Flüssigkeit aufgehoben werden.If the piston / piston rod unit is clamped in the extended position, this clamping effect can be achieved by means of a connection 13 supplied hydraulic fluid are canceled.

Dabei schließt die Klemmbüchse 20 die kopfseitige Kammer 7 nicht von dem Anschluß 13 ab, es kann ja Flüssigkeit entlang der Teilnaht 21 und/oder zwischen der Klemmbüchse 20 und der Kolbenstange 9 passieren, so daß der hydraulische Druck auf die Ringoberfläche des Kolbens 5 und nicht nur auf die Ringoberfläche der Klemmbüchse 20 wirkt.The clamping sleeve closes 20 the head-side chamber 7 not from the connection 13 ab, there can be liquid along the seam 21 and / or between the clamping sleeve 20 and the piston rod 9 happen so that the hydraulic pressure on the ring surface of the piston 5 and not just on the ring surface of the clamping sleeve 20 acts.

Durch eine entsprechende Dimensionierung der Klemmbüchse 20, der zugehörigen Bohrung in dem Zylindergehäuse und eine geeignete Materialwahl, kann die Klemmwirkung der Klemmbüchse 20 in einfacher Weise auf die Anforderungen eingestellt werden.By dimensioning the clamping sleeve accordingly 20 , the associated hole in the cylinder housing and a suitable choice of material, the clamping effect of the clamping sleeve 20 can be easily adjusted to the requirements.

Es wird deutlich sein, daß die Klemmbüchse 20 auch in einer Anordnung anwendbar ist, bei der an der von der Kolbenstange abgewandten Seite des Kolbens ein Befestigungsstutzen für die Klemmbüchse vorgesehen ist und bei der der Zylinderboden 3 mit einer Aufnahmebohrung für diese Klemmbüchse versehen ist. Hierbei kann dann wahlweise auf die obenbeschriebene Klemmbüchse 20 verzichtet werden.It will be clear that the clamping sleeve 20 can also be used in an arrangement in which a fastening piece for the clamping sleeve is provided on the side of the piston facing away from the piston rod and in which the cylinder base 3 is provided with a mounting hole for this clamping sleeve. You can then either use the clamping bush described above 20 to be dispensed with.

Die Erfindung ist auch für eine Anwendung auf Zylinder mit einer durchgehenden Kolbenstange geeignet, wobei jeder Zylinderkopf mit einer Bohrung, durch die die Kolbenstange herausragt, versehen ist.The invention is also applicable to an application Cylinder with a continuous piston rod suitable, each Cylinder head with a bore through which the piston rod protrudes, is provided.

Claims

Hydraulic cylinder ( 1 ) with a cylinder housing ( 2 ), which have a first and a second cylinder head ( 3 . 4 ), one between the cylinder heads in the cylinder housing ( 2 ) reciprocating piston ( 5 ) and one with the piston ( 5 ) connected piston rod ( 9 ) with the piston ( 5 ) forms a piston / piston rod unit, the piston rod being through a piston rod bore ( 10 ) in the first cylinder head from the cylinder housing ( 2 ) protrudes, and the cylinder ( 1 ) further a clamping sleeve provided with a longitudinal seam ( 20 ) for clamping the piston / piston rod unit relative to the cylinder housing ( 2 ), characterized in that the clamping sleeve ( 20 ) is arranged with radial play around the piston / piston rod unit and is secured to it in the axial direction and that a cylinder head ( 4 ) of the cylinder with one to the clamping sleeve ( 20 ) in such a way corresponding receiving hole ( 10 ) is provided that the clamping sleeve ( 20 ) in the event of an axial movement of the piston / piston rod unit entering the receiving bore ( 10 ) is compressed while reducing the diameter and jammed in the mounting hole ( 10 ) plugged.

Hydraulic cylinder according to claim 1, wherein the piston - ben ( 5 ) is arranged at one end of the piston rod (a) and the piston rod (a) through the first cylinder head ( 3 ) protrudes.

Hydraulic cylinder according to claim 2, in which the clamping sleeve ( 20 ) is arranged around the piston rod (a), and in which the piston rod bore ( 10 ) in the first cylinder head ( 3 ) also the location hole ( 10 ) for the clamping sleeve ( 20 ) forms.

Hydraulic cylinder according to claim 2 or 3, on the side of the piston facing away from the piston rod (a) ( 5 ) a mounting piece for a clamping sleeve ( 20 ) is provided, and in which the second cylinder bore is provided with a receiving bore for this clamping sleeve.

Hydraulic cylinder according to one or more of the preceding claims, in which the clamping sleeve ( 20 ) is made of hardened steel.

Hydraulic cylinder according to one or more of the preceding claims, in which the clamping sleeve ( 20 ) has a cylindrical outer circumference.