DE1007127B - Aus Kolben und Zylinder bestehender Druckuebersetzer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Hydraulische Druckübersetzer von Werkstoffprüfmaschinen werden häufig mit einem eingeschliffenen Kolben ausgeführt, wobei die Mantelfläche des Kolbens der Führung des Kolbens im Zylinder dient und gleichzeitig die beiderseits des Kolbens liegenden Zylinderräume gegeneinander abdichtet. Diese Druckübersetzer haben gegenüber den Druckübersetzern, deren Kolben mit Kolbenringen oder Manschetten im Zylinder geführt sind, den Vorteil günstiger Reibungsverhältnisse, da die Kraftübertragung zwischen Kolben und Zylinder gleichmäßig auf einer relativ großen Fläche erfolgt. Eine einwandfreie Führung und Dichtung ist bei eingeschliffenen Kolben jedoch nur dann zu erzielen, wenn der Kolben im Verhältnis zu seinem Durchmesser lang ist. Ein kurzer Kolben neigt zum Schrägstellen und Ecken im Zylinder, was die Gefahr des Fressens des Kolbens im Zylinder zur Folge haben kann und eine einwandfreie gegenseitige Abdichtung der beiderseits des Kolbens liegenden Zylinderräume unmöglich macht.

Ein langer Kolben führt jedoch, insbesondere bei großem Hub, zu einem langen Zylinder und einer langen Kolbenführung, deren genaue Bearbeitung schwierig ist. Ist der Druckübersetzer liegend angeordnet, so besteht darüber hinaus bei einem langen Zylinder die Gefahr, daß dieser durchhängt. Hierdurch entsteht bei den bekannten Druckübersetzern auch bei ursprünglicher genauer Bearbeitung der Kolbenführung die Gefahr, daß sich der Kolben im Zylinder verklemmt. Der Gefahr der Verklemmung des Kolbens im Zylinder wird gemäß der Erfindung dadurch begegnet, daß der Kolben oder der Zylinder elastisch biegsam ist. Ist beispielsweise der Kolben elastisch biegsam, so kann er sich der Kolbenführung des Zylinders anpassen. Auch wenn der Zylinder eines liegend angeordneten Druckübersetzers durchhängt, besteht nicht die Gefahr, daß der Kolben im Zylinder klemmt. Außerdem können an die Bearbeitungsgenauigkeit der Kolbenführung geringere Anforderungen gestellt werden, da sich der Kolben etwaigen Unebenheiten der Kolbenführung anpassen kann.

Ein elastisch biegsamer Kolben wird in einfachster Weise dadurch erhalten, daß der Kolben aus mehreren Versteifungsringen oder Versteifungsscheiben besteht, über die der dünnwandige Kolbenmantel gespannt ist. Ein solcher Kolben hat den Vorteil, daß er in einfacher Weise herzustellen ist, indem beispielsweise die Kolbenform aus einem einseitig geschlossenen Hohlzylinder herausgearbeitet wird. Als Nachteil haftet diesem Kolben eine relativ geringe elastische Biegsamkeit an. Die elastische Biegsamkeit des Kolbens ist erheblich größer, wenn gemäß einer anderen Ausführungsform der Kolben aus mehreren Aus Kolben und Zylinder
bestellender Druckübersetzer

Anmelder:
Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G.,

Zweigniederlassung,
Nürnberg, Katzwanger Str. 101

Dipl.-Ing. Wolfgang Fuhrmann, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Stahlringen oder Stahlscheiben besteht, zwischen denen Ringe oder Scheiben aus einem elastischen Werkstoff angeordnet sind. Ist der Außendurchmesser der elastischen Ringe oder Scheiben kleiner als der dem Innendurchmesser des Zylinders entsprechende Außendurchmesser der Stahlringe bzw. Stahlscheiben, dann treten zwischen dem elastisch biegsamen Kolben und dem Zylinder nur geringe Reibungskräfte auf. Durch die geringe Reibung zwischen Kolben und Zylinder unterscheidet sich diese Ausführung von einem bekannten Druckübersetzer, bei dem der Kolben mittels eines elastischen Kolbenringes im Zylinder geführt ist, um dem Kanten des Kolbens im Zylinder Rechnung tragen zu können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des elastischen Kolbens mit zwischen Stahlscheiben bzw. Stahlringen angeordneten elastischen Scheiben oder Ringen ist mit einem weiteren Erfmdungsmerkmal gegeben, gemäß dem die Stahlscheiben oder Stahlringe an ihren äußeren Enden flanschartig erweitert sind. In diese Flansche der Stahlscheiben oder Stahlringe sind zweckmäßig die elastischen Ringe oder Scheiben eingesetzt.

Der aus Stahlscheiben bzw. Stahlringen und elastischen Scheiben bzw. Ringen bestehende Kolben wird entweder dadurch zusammengehalten, daß die elastisehen Scheiben bzw. Ringe mit den Stahlscheiben bzw. Stahlringen verbunden sind oder daß die Scheiben und Ringe durch in axialer Richtung des Kolbens wirksame Federn gegeneinander verspannt werden.

709 505/227

Ein elastisch biegsamer Zylinder wird dadurch erhalten, daß der Zylinder aus einzelnen Stahlringen mit zwischen diesen angeordneten elastischen Ringen besteht, wobei die Ringe durch Federn gegeneinander verspannt sind oder auch hier die elastischen Ringe mit den Stahlringen verbunden sind. Für einen solchen Zylinder wird eine Erhöhung der Eigenstabilität dadurch erreicht, daß die elastischen Ringe die Stahlringe umgeben und sowohl mit den Stahlringen als auch mit einem Hüllrohr verbunden sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen elastischen Kolben gemäß der Erfindung,

gleichmäßig nach beiden Seiten der eigentlichen Ringkörper. Zwischen den Flanschen 6 verbleibt ein Ringspalt 7, dessen Breite sich nach der gewünschten elastischen Biegbarkeit des Kolbens richtet. Um zu verhindern, daß die Gummiringe 5 durch einen etwaigen inneren Überdruck im Kolben durch die Spalte zwischen den Stahlringen herausgequetscht werden, sind um die Gummiringe lose Stahlringe 8 gelegt. Die flanschartigen Erweiterungen der Stahlringe 4 verhindern mit größtmöglicher Sicherheit, daß die Stahlscheiben zur Riefenbildung auf der Innenwand des Zylinders des Druckübersetzers führen. Das Schleifen und Einschleifen des Kolbens erfolgt nach dessen Zusammensetzen, d. h. nachdem

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines elasti- 15 die elastischen Ringe und die Stahlringe miteinander sehen Kolbens gemäß der Erfindung, verbunden sind.

Fig. 3 eine etwas geänderte Ausführungsform des Gemäß Fig. 4 sind die Stahlringe 4 außen wiederum

Kolbens gemäß Fig. 2, flanschartig erweitert. Die Flansche 6 sind jedoch mit

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform des Kolbens Ringnuten 9 versehen, in welche die elastischen gemäß Fig. 2, 20 Ringe 5 lose eingelegt sind. Der Kolben wird hierbei

Fig. 5 einen elastisch biegsamen Zylinder gemäß durch eine in der Kolbenlängsachse liegende der Erfindung, Schraubenfeder 10 zusammengehalten, die in ösen 11,

12 eingehängt ist. Die ösen sind in die obere Deckscheibe 1 und in eine untere Deckscheibe 13 ein-

Fig. 6 eine Einzelheit eines gegenüber Fig. 5 etwas geänderten elastisch biegsamen Zylinders,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines elastisch 25 geschraubt bzw. eingenietet. Die untere Deckscheibe

biegsamen Zylinders.

Gemäß Fig. 1 besteht der in einem üblichen Zylinder eines Druckübersetzers zu führende elastisch biegsame Kolben aus einer Deckscheibe 1, aus mehreren Ringen 2 und aus dem dünnen Kolbenmantel 3. 30 erhalten. Der Zylinder des Druckübersetzers ist durch einen Gemäß

unterbrochenen Linienzug dargestellt. Deckscheibe 1, Ringe 2 und Kolbenmantel 3 sind aus einem einseitig geschlossenen Hohlzylinder herausgearbeitet. Die

13 ist mit Löchern versehen. Die Feder 10 verspannt die Deckscheiben 1, 13 und die Stahlringe 4 in Richtung der Längsachse des Kolbens, wobei die elastischen Ringe eine Verspannung in axialer Richtung

Fig. 5 ist der Zylinder eines Druckübersetzers elastisch biegsam ausgebildet. In dem Zylinder ist ein üblicher Kolben geführt, der durch einen unterbrochenen Linienzug angedeutet ist. Der

Führung des Kolbens im Zylinder erfolgt hierbei 35 Zylinder besteht aus einer der Zylinderlänge entdurch den Kolbenmantel 3. Der Kolbenmantel 3 in sprechenden Anzahl von relativ breiten Stahlringen Verbindung mit der Deckscheibe 1 dient gleichzeitig 14, deren Innenkanten abgeschrägt sind. Die Stahlder gegenseitigen Abdichtung der beiderseits des ringe sind mit Ringnuten 15 versehen, in die elastische Kolbens liegenden Zylinderräume. Ringe 16 eingelegt sind. Der Zylinder wird an beiden

Gemäß Fig. 2 besteht der elastisch biegsame Kolben 40 Seiten verschlossen durch Deckscheiben 17, 18. Die aus einer Anzahl von gehärteten und geschliffenen Deckscheiben 17, 18 sind mit von Ventilen be-Stahlringen4, zwischen denen Ringe5 aus elastischem herrschten Anschlußbohrungen 19, 20 zum Zuführen Werkstoff, beispielsweise Gummi, eingelegt sind. Der und Abströmen des Arbeitsmittels in und aus den Kolben ist in seiner Längsrichtung einseitig ab- beiderseits des Kolbens liegenden Arbeitsräumen des geschlossen durch die Deckscheibe 1. Die Führung 45 Zylinders des Druckübersetzers versehen. Der des Kolbens im Zylinder des Druckübersetzers erfolgt Zylinder wird zusammengehalten durch eine Anzahl durch die Stahlringe 4, deren Außendurchmesser D
zu diesem Zweck dem Innendurchmesser des
wiederum durch einen unterbrochenen Linienzug dargestellten Zylinders des Druckübersetzers entsprechen 50
und größer sind als die Außendurchmesser der elasti-

von Schraubenfedern 21, die gleichmäßig auf dem Zylinderumfang verteilt und in Außenflanschen 22, 23 der Deckscheiben gehalten sind.

Die Herstellung des Zylinders gemäß Fig. 5 ist in einfacher Weise möglich, da die Ringe sich einwandfrei rund und mit geringsten Durchmessertoleranzen schleifen lassen, so daß die Schwierigkeiten, die der Verwendung eines langen, üblichen Kolbens in einem

sehen Ringe 5. Der Kolben wird dadurch zusammengehalten, daß die elastischen Ringe mit den Stahlringen verbunden sind. Handelt es sich bei den

Ringen um Gummiringe, so können diese mit den 55 langen, üblichen Zylinder wegen der Bearbeitungs-Stahlringen durch Vulkanisieren verbunden werden. ungenauigkeiten entgegenstehen, wegfallen.

Ein Herausquetschen der elastischen Ringe zwischen den Stahlringen des Zylinders kann dadurch

Der Innendurchmesser der Stahlringe ist kleiner als der Innendurchmesser der elastischen Ringe. Er ist wesentlich kleiner als der Innendurchmesser der

verhindert werden, daß um die elastischen Ringe

Metallringe 2 in Fig. 1, so daß der Kolben eine 60 Metallringe 24 gemäß Fig. 6 gelegt werden, größere Steifigkeit in radialer Richtung hat als der Um zu verhindern, daß sich der aus einzelnen

Kolben gemäß Fig. 1. Muß der Kolben aus Betriebs- durch elastische Ringe miteinander verbundenen oder Montagegründen nicht von innen zugänglich Stahlringen bestehende Kolben in unzulässiger Weise sein, so können die Stahlringe ohne weiteres auch als durchbiegt, ist er gemäß Fig. 7 ausgestaltet. Die

einzelnen Ringe 14 sind mittels Gummiringen 25 in einem Hüllrohr 26 gehalten. Hierdurch erhält der Zylinder eine zusätzliche Steifigkeit, ohne daß jedoch die Möglichkeit unterbunden wird, daß sich der Zylinder kleinen Ungenauigkeiten der Kolben-

Stahlscheiben ausgeführt werden. Der Innendurchmesser und die Höhe der elastischen Ringe werden mit Rücksicht auf die gewünschte elastische Biegbarkeit des Kolbens festgelegt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die

Stahlringe 4 außen flanschartig erweitert, und zwar 70 bewegung anpaßt oder die einzelnen Ringe des in

seiner Gesamtheit in geringem Maße durchhängenden Kolbens sich der genau geradlinien Kolbenbewegung anpassen bzw. entsprechend einstellen.

Claims (10)

PATENTANSPRÜCHE: -

1. Aus Kolben und Zylinder bestehender Druckübersetzer, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben oder der Zylinder elastisch biegsam ist.

2. Druckübersetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus mehreren Versteifungsringen (2) oder Versteifungsscheiben besteht, über die der dünnwandige Kolbenmantel (3) gespannt ist.

3. Druckübersetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus mehreren Stahlringen (4) oder Stahlscheiben besteht, zwischen denen Ringe (5) oder Scheiben aus einem elastischen Werkstoff angeordnet sind.

4. Druckübersetzer nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der elastischen Scheiben oder Ringe (5) kleiner ist als der dem Innendurchmesser des Zylinders des Druckübersetzers entsprechende Außendurchmesser der Stahlscheiben oder Stahlringe (4).

5. Druckübersetzer nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlscheiben oder Stahlringe (4) an ihren äußeren Rändern flanschartig erweitert sind.

6. Druckübersetzer nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Ringe (5) in den Flanschen der Stahlringe (4) oder Stahlscheiben eingesetzt sind.

7. Druckübersetzer nach den Ansprüchen 1 und 3 und/oder einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Ringe (5) oder Scheiben mit den Stahlringen (4) oder Stahlscheiben verbunden sind.

8. Druckübersetzer nach den Ansprüchen 1 und 3 und/oder einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe bzw. Scheiben (4, 5) des Kolbens durch Federn (10) axial gegeneinander und unter Spannung der elastischen Ringe (5) oder Scheiben verspannt sind.

9. Druckübersetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder aus einzelnen Stahlringen (14) mit zwischen diesen angeordneten elastischen Ringen (16) besteht, wobei die Ringe durch Federn (21) gegeneinander verspannt sind oder die elastischen Ringe mit den Stahlringen verbunden sind.

10. Druckübersetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder aus einzelnen Stahlringen (14) besteht, die von elastischen, von einem gemeinsamen Hüllrohr (26) umgebenen Ringen (25) umgeben und mit diesen verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 709 506/227 4.57