DE10143003A1

DE10143003A1 - Hydrozylinder

Info

Publication number: DE10143003A1
Application number: DE2001143003
Authority: DE
Inventors: Joerg Dantlgraber
Original assignee: Bosch Rexroth AG
Current assignee: Bosch Rexroth AG
Priority date: 2001-09-03
Filing date: 2001-09-03
Publication date: 2003-03-20

Abstract

Offenbart ist ein mit einem korrosiven Druckmittel betätigter Hydrozylinder, bei dem zur Verminderung der Korrosion im Austrittsbereich der Kolbenstange ein mit einem Inertstoff gefüllter Inertraum vorgesehen ist. Durch diesen Inertstoff wird auch bei einer Leckage über die kolbenseitigen Dichteinrichtungen ein direkter Kontakt zwischen Druckmittel und der Umgebung verhindert, so dass einer Korrosion der Zylinderbauteile vorgebeugt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozylinder der mit einem korrosiven Druckmittel betrieben wird.
Derartige, beispielsweise mit Wasser betriebene Hydrozylinder werden beispielsweise zur Betätigung von Schließ- oder Einspritzeinheiten einer Spritzgießmaschine eingesetzt. Der Einsatz beschränkt sich dabei auf den Antrieb großer Einzelmaschinen mit hohem Flüssigkeitsvolumen oder auf die Speisung von Maschinengruppen über eine zentrale Pumpstation. Wasserhydraulische Antriebe sind mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Wasser besitzt keine nennenswerten Schmiereigenschaften und neigt als Druckmittel sehr stark zur Korrosion innerhalb der Strömungswege. Besonders stark ist diese Korrosion an Bereichen, in denen das Druckmittel in Kontakt mit dem Luftsauerstoff kommt. Besonders stark korrosionsgefährdet sind Hydrozylinder, da deren Kolbenstangen im Austrittsbereich aus dem Zylinder aufgrund minimaler Leckagen sowohl mit Luftsauerstoff als auch mit Wasser in Kontakt kommen.
Ein zusätzlicher Einsatz von dem Wasser beigefügten Korrosionsschutzmitteln erhöht die Betriebskosten sehr stark. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Viskosität von Wasser wesentlich niedriger als diejenige von Hydrauliköl ist, so dass dieser Umstand die Abdichtung der Hydraulikaggregate, insbesondere der Hydrozylinder erschwert.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen mit einem korrosivem Druckmittel betätigten Hydrozylinder zu schaffen, bei dem die Korrosionsanfälligkeit verringert ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Hydrozylinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind den zwischen einem Kolben und einem Zylindermantel des Hydrozylinders angeordneten Dichteinrichtungen ein Inertraum zugeordnet, der mit einem Inertstoff, vorzugsweise einem Inertgas gefüllt ist. Durch diesen Inertraum wird der direkte Kontakt des Luftsauerstoffs mit dem Druckmittel im Übergangsbereich zwischen Kolben und Zylinderraum verhindert, so dass die Bildung von Korrosion praktisch nicht möglich ist. Aufgrund dieser verringerten Korrosionsanfälligkeit lässt sich der Aufwand für wartungs- und Instandhaltungsarbeiten bei mit derartigen Hydrozylindern ausgeführten hydraulischen Antrieben auf ein Minimum reduzieren, so dass auch wasserhydraulische Spritzgießmaschinen oder sonstige Maschinen betriebswirtschaftlich sinnvoll betreibbar sind.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Inertraum durch einen in Axialrichtung elastischen Körper begrenzt, der einerseits am Zylinder und andererseits an einem aus dem Zylinder hervorstehenden Teil des Kolbens befestigt ist.
Vorteilhafterweise durchsetzt der aus dem Zylinder vorstehende Teil des Kolbens den elastischen Körper.
Bestehende Hydrozylinder lassen sich mit vergleichsweise geringem Aufwand nachrüsten, wenn der den Inertraum begrenzende Körper durch einen elastischen Faltenbalg gebildet ist.
Der Inertraum wird vorzugsweise mit Stickstoff gefüllt, wobei eine Füllüberwachung oder ein Stickstoffspeicher vorgesehen werden können, um zu gewährleisten, dass der Inertraum stets mit Inertgas gefüllt ist.
Der Hydrozylinder lässt sich besonders vorteilhaft als Betätigungselement für Schließeinheiten und Einspritzeinheiten von elektrisch oder hydraulisch betätigten Spritzgießmaschinen einsetzen.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Hydrozylinder. Der in Fig. 1 dargestellte Hydrozylinder 1 wird beispielsweise als Arbeitszylinder zur Betätigung einer Schließeinheit einer hydraulisch betätigten Spritzgießmaschine verwendet. Derartige wasserhydraulische Einrichtungen werden beispielsweise dann angewendet, wenn besondere hygienische Vorkehrungen zu treffen sind, um zu verhindern dass der produzierte Gegenstand durch das verwendete Druckmittel verschmutzt wird.
Der dargestellte Hydrozylinder 1 ist als Differentialzylinder ausgeführt und hat ein Zylindergehäuse 2, in dem ein Kolben 4 axialverschiebbar geführt ist. Durch den Kolben 4 wird der Innenraum des Zylinders 2 in einen bodenseitigen Zylinderraum 6 und einen kolbenstangenseitigen Zylinderraum 8 unterteilt. Eine Kolbenstange 10 durchsetzt eine Stirnwandung 12 des Zylinders 2 und steht mit ihrem freiauskragenden Endabschnitt in Wirkeingriff mit dem zu betätigenden Element, beispielsweise mit einer beweglichen Werkzeugaufspannplatte einer Schließeinheit.
In der Stirnwandung 12 sind Kolbenstangendichtungen 14 vorgesehen, die dichtend am Aussenumfang der Kolbenstange 10 anliegen. Derartige Kolbenstangendichtungen können beispielsweise als Lippendichtung, Dachmanschettensatz oder Kompaktdichtung ausgeführt sein. Im Axialabstand zur Kolbenstangendichtung 14 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Abstreifer 18 vorgesehen.
Trotz des Abstreifers 18 und der vorgeschalteten Kolbenstangendichtung 14 kann es vorkommen, dass Druckmittel aus dem Ringraum 8 entlang der Aussenumfangsfläche der Kolbenstange 10 als Leckage austritt und dann in Wechselwirkung mit dem Luftsauersoff kommen kann. Um derartige Wechselwirkungen zu vermeiden, ist bei dem erfindungsgemäßen Hydrozylinder 1 im Bereich des Austritts der Kolbenstange 10 aus der Stirnwandung 12 ein Inertraum 20 vorgesehen. Bei der dargestellten Variante wird dieser Inertraum 20 durch einen elastischen Faltenbalg begrenzt, der einerseits an der Aussenwandung 24 des Zylinders 2 und andererseits dichtend am Aussenumfang der Kolbenstange 10 befestigt ist. Die Elastizität des Faltenbalgs 22 ist so ausgelegt, dass er die Axialbewegungen des Kolbens 4 zur Betätigung der Schließeinheit mitfahren kann. Wie angedeutet, ist der Faltenbalg 22 über einen Dichtring 26 an der Kolbenstange 10 festgelegt so dass eine Relativbewegung zwischen Faltenbalg 22 und Kolbenstange zugelassen wird. Prinzipiell ist es auch möglich, den Dichtring 26 als Gleitringdichtung auszuführen. Dabei ist die Abdichtung des Inertraums 20 jedoch schwieriger.
Der Inertraum 20 ist mit einem Inertgas, vorzugsweise Stickstoff gefüllt. Zur Überprüfung der Inertgasfüllung kann der Faltenbalg 22 mit einem Drucksensor versehen oder an eine Inertgasguelle, beispielsweise einen Stickstoffspeicher angeschlossen sein.
Durch den Inertraum 20 wird verhindert, dass das im Zylinder 2 aufgenommene korrosive Druckmittel, im vorliegenden Fall Wasser, in direktem Kontakt mit dem Luftsauerstoff gelangt, so dass eine Korrosion der Kolbenstangenführung im Bereich der Stirnwandung 12 und der Aussenumfangsfläche der Kolbenstange 10 zuverlässig verhindert ist.
Prinzipiell könnte man Anstelle des Faltenbalgs 22 auch einen weiteren festen Zylinderraum vorsehen, der mit Stickstoff gefüllt ist, wobei in diesem Fall jedoch der Hub der Kolbenstange 10 durch die Axiallänge dieses zusätzlichen Zylinderraums beschränkt ist.
Selbstverständlich können anstelle des Stickstoffs je nach verwendetem Druckmittel auch andere geeignete Inertstoffe verwendet werden, um die Korrosion zu verhindern. Der Inertraum kann praktisch alle Zylinderbauarten (Plunger, Gleichgang etc.) zugeordnet sein.
Offenbart ist ein mit einem korrosiven Druckmittel betätigter Hydrozylinder, bei dem zur Verminderung der Korrosion im Austrittsbereich eines Kolbens ein mit einem Inertstoff gefüllter Inertraum vorgesehen ist. Durch diesen Inertstoff wird auch bei einer Leckage über die kolbenseitigen Dichteinrichtungen ein direkter Kontakt zwischen Druckmittel und der Umgebung verhindert, so dass einer Korrosion der Zylinderbauteile vorgebeugt werden kann. Bezugszeichenliste 1 Hydrozylinder
2 Zylinder
4 Kolben
6 Zylinderraum
8 Ringraum
10 Kolbenstange
12 Stirnwandung
14 Kolbenstangendichtung
18 Abstreifer
20 Inertraum
22 Faltenbalg
24 Aussenwandung
26 Dichtring

Claims

1. Hydrozylinder mit einem Kolben (4), der in einem mit einem korrosiven Druckmittel vorzugsweise Wasser gefüllten Zylinderraum (2) geführt ist, wobei zwischen Kolben (4) und Zylindermantel (12) Dichteinrichtungen (14, 18) zum Abdichten eines Zylinderraum (6, 8) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass Dichteinrichtungen (14, 16) zwischen dem Zylinderraum (6, 8) und einem mit einem Inertstoff gefüllten Inertraum (20) angeordnet sind.

2. Hydrozylinder nach Patentanspruch 1, wobei der Inertraum (20) durch einen in Axialrichtung elastischen Körper (22) begrenzt ist, der einerseits am Zylinder (2) und andererseits an einer aus dem Zylinder vorstehenden Kolbenstange (10) abgestützt ist.

3. Hydrozylinder nach Patentanspruch 2, wobei die Kolbenstange (10) den elastischen Körper (22) durchsetzt.

4. Hydrozylinder nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei der elastische Körper durch einen Faltenbalg (22) gebildet ist.

5. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Inertraum (20) mit Stickstoff gefüllt ist.

6. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei dem Inertraum (20) ein Drucksensor oder eine Inertgasguelle zugeordnet ist.

7. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei dieser als Arbeitszylinder einer Schließeinheit oder einer Einspritzeinheit einer Spritzgießmaschine verwendet ist.