-
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit mit einer Schutzvorrichtung für eine Kolbenstange mit einem Schutzelement welches sich zwischen einem ersten Befestigungsbereich und einem zweiten Befestigungsbereich erstreckt, wobei der zweite Befestigungsbereich ein Führungselement aufweist, mittels welchem das Schutzelement gleitend gelagert ist.
-
Derartige Kolben-/Zylindereinheiten sind beispielsweise an selbstfahrenden Arbeitsmaschinen, wie z.B. Baggern oder Radladern zu finden. Sie können aber allgemein überall eingesetzt werden, wo Lasten oder Maschinenteile bewegt werden. Die Kolben-/Zylindereinheiten werden häufig auch als Hydraulikzylinder bezeichnet und sind aus einem axial hohlen Zylinder gebildet, der eine stirnseitige Öffnung aufweist. In den Hohlraum ist über die Öffnung eine Kolbenstange eingeführt, die in der Öffnung gleitend geführt ist.
-
Üblicherweise weist die Kolbenstange einen Kolbenboden auf, dessen Umfang gegenüber dem freien Ende der Kolbenstange vergrößert ist und in der Öffnung gleitet. Auf diese Weise sind im Zylinder zwei getrennte Druckräume gebildet, so dass mit entsprechender Zu- und Ableitung von Hydraulikflüssigkeit aus den Druckräumen die Kolbenstange auf bekannte Weise ein- und ausgefahren werden kann. Die Erfindung ist aber auch auf andere Arten von Hydraulikzylindern anwendbar.
-
Voraussetzung für die dauerhafte Funktion von Hydraulikzylindern ist es, dass eine Dichtung zwischen der Kolbenstange, die sich aus dem Zylinder heraus erstreckt und dem Zylinder dicht ist. Die Funktion der Dichtung kann durch Schmutz an der Kolbenstange beeinträchtigt werden. Ferner führen auch Beschädigungen der Oberfläche der Kolbenstange zu einer Beschädigung der Dichtung, wenn sich die beschädigte Kolbenstange wiederholt über die Dichtung bewegt.
-
Ein Schutz für die Zylinderstange ist aus der gattungsgemäßen
EP 1 767 709 bekannt. Darin wird eine Schutzvorrichtung vorgeschlagen, dessen Schutzelement an der Zylinderstange befestigt ist. Das freie Ende des Schutzelements gleitet mittels Gleitstücken in einer Führung. Diese Lösung ist aber wartungsaufwändig und für einen dauerhaften Baustelleneinsatz nicht optimal.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-/Zylindereinheit anzugeben, deren Kolbenstange vor Schmutz und Beschädigungen dauerhaft geschützt ist.
-
Die Aufgabe wird gelöst durch eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit mit einer Schutzvorrichtung für eine Kolbenstange der Kolben-/Zylindereinheit, umfassend einen Zylinder mit einem stirnseitig offenen Hohlraum zur Aufnahme einer Kolbenstange welche gleitend in dem Zylinder angeordnet ist und zwischen einer minimalen Einfahrposition und einer maximalen Ausfahrposition bewegbar ist, wobei die Kolbenstange an einem axialen Ende einen ersten Befestigungsbereich für ein Schutzelement aufweist und der Zylinder einen zweiten Befestigungsbereich aufweist und sich zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsbereich das Schutzelement erstreckt, wobei der zweite Befestigungsbereich ein Führungselement aufweist mittels welchem das Schutzelement gleitend gelagert ist.
-
Durch die Positionierung des ersten Befestigungsbereichs am axialen Ende der Kolbenstange bewegt sich dieser entsprechend der Ausfahrposition der Kolbenstange relativ zum zweiten Befestigungsbereich. Der Abstand zwischen den beiden Befestigungsbereichen ist demnach also variabel, so dass auch entsprechend die Position des Schutzelements relativ zum zweiten Befestigungsbereich variabel ist.
-
Ferner ist denkbar, dass das Schutzelement mindestens eine Führungskontur aufweist, welche sich mindestens über einen Bereich parallel einer Längsachse des Schutzelements erstreckt. Mittels der mindestens einen Führungskontur wird die Führung im Führungselement verbessert. Die Führungskontur kann sich entlang einer Längsachse des Schutzelements erstrecken. Beispielsweise könnte die Führungskontur an einer Außenkontur des Schutzelements gebildet sein. Denkbar wäre aber auch eine Führungskontur, die in das Schutzelement eingebracht ist, wie beispielsweise eine Längsnut.
-
In einer Variante kann das Schutzelement mittels der mindestens einen Führungskontur in dem Führungselement gleitend gelagert sein. Die mindestens eine Führungskontur ist insbesondere dazu geeignet, mit dem Führungselement in Kontakt zu stehen. Bevorzugt steht das Schutzelement lediglich mittels der mindestens einen Führungskontur mit dem Führungselement in Kontakt.
-
Als zweckmäßig hat sich in einer Ausführungsform erwiesen, wenn das Schutzelement aus einem elastischen Material gefertigt ist. Sofern das Schutzelement im Betrieb des Arbeitsfahrzeugs, z.B. eines Baggers, von einem Werkzeug getroffen wird, kann das Schutzelement sich verformen und danach wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehren. Bei einem Bagger könnte beispielsweise eine Schutzvorrichtung am Hubzylinder des Baggerarms von einer Schaufel berührt werden, so dass ein Kontakt zwischen der Schaufel und der Kolbenstange verhindert wird.
-
Denkbar ist, dass das Schutzelement aus einem thermoplastischen Material gefertigt ist. Thermoplastische Materialien haben sich als besonders geeignet erwiesen, da sie einfach zu verarbeiten und kostengünstig sind.
-
In einer Ausführungsform kann das Schutzelement selbstschmierende Eigenschaften aufweisen. Die Reibung zwischen dem Schutzelement und dem Führungselement kann so weiter minimiert werden. Dabei ist im Material ein Schmierstoff eingebunden, der im Betrieb freigesetzt wird. Reibung und Verschleiß werden dadurch minimiert.
-
Unter anderem ist denkbar, dass das Schutzelement einstückig ausgebildet ist. Eine einstückige Gestaltung ist bevorzugt, da die vorteilhaften Eigenschaften des Schutzelements auf diese Weise besonders zu tragen kommen. Die Lagerhaltung, Wartung sind damit deutlich vereinfacht. Zudem ist bei Einsatz im Baumaschinenbereich so sichergestellt, dass eine gleichmäßige Abnutzung erfolgt und Schwachstellen durch Befestigungspunkte von Einzelteilen zueinander eliminiert sind. Einstückig bedeutet insbesondere, dass das Schutzelement integral aus einem Stück gefertigt ist. Insbesondere sind Bereiche des Schutzelements unlösbar miteinander verbunden, d.h. dass eine Trennung nur mit Zerstörung des Schutzelements möglich wäre. Das Schutzelement ist beispielsweise dann einstückig, wenn das Schutzelement aus einem größeren Element herausgetrennt wird, wie z.B. aus einer Platte.
-
Eine nochmals verbesserte Führung ergibt sich, wenn die Führungskontur des Schutzelements zu beiden Seiten des Schutzelements parallel einer Längsachse in Form mindestens einer Abrundung oder Fase ausgebildet ist.
-
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Schutzvorrichtung für eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit sowie durch ein Arbeitsfahrzeug mit einer Kolben-/Zylindereinheit und/oder einer Schutzvorrichtung mit den zuvor genannten Merkmalen gelöst.
-
Die bereits genannten und weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung werden im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Dabei zeigen
- 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Kolben- / Zylindereinheit,
- 2 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kolben-/ Zylindereinheit mit einer Schutzvorrichtung in eingefahrenem Zustand,
- 3 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kolben-/Zylindereinheit mit einer Schutzvorrichtung in ausgefahrenem Zustand,
- 4 eine schematische Draufsicht auf ein Schutzelement,
- 5 eine schematische Schnittansicht des Schutzelements, und
- 6 eine schematische Schnittansicht des Führungselements entlang seiner Längsachse, d.h. parallel zur Längsachse 13 der Kolben-/ Zylindereinheit.
-
1 zeigt eine Perspektivansicht einer erfindungsgemäßen Kolben-/Zylindereinheit 1. In 2 ist eine Seitenansicht der Kolben-/Zylindereinheit 1 mit einer Schutzvorrichtung 2 dargestellt.
-
Die Schutzvorrichtung 2 umfasst ein Schutzelement 7 und ein Führungselement 9.
-
Die Kolben-/Zylindereinheit 1 ist beispielsweise an einem Ausleger eines Baggers (nicht gezeigt) angeordnet. Hierzu hat die Kolben-/Zylindereinheit 1 ein erstes Befestigungsauge 12 und ein zweites Befestigungsauge 13, in welchem beispielsweise mittels Bolzen (nicht gezeigt) eine Verbindung mit dem Baggerarm hergestellt werden kann. Die Schutzvorrichtung 2 ist an einer freien Seite der Kolben-/Zylindereinheit 1 angeordnet. Dies ist die Seite, welche in montierter Position der Kolben-/Zylindereinheit dem Baggerarm gegenüberliegt.
-
Die 2 zeigt die minimale Einfahrposition der Kolbenstange 3. Die Kolbenstange 3 kann also nicht mehr weiter in den Zylinder 4 einfahren. Die Kolbenstange 3 stößt dabei mit Ihrem axialen Ende 5 gegen den Endbereich des Zylinders.
-
Die Schutzvorrichtung 2 erstreckt sich parallel zu der Längsachse 13 der Kolben-/Zylindereinheit 1. Dabei ist ein Endbereich des Schutzelements 7 mit dem axialen Ende der Kolbenstange an einem ersten Befestigungsbereich 6 der Kolbenstange mit dieser verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise mittels einer Schraubverbindung erfolgen.
-
Das Schutzelement 7 ist mittels eines Führungselements 9 gehalten. Das Führungselement 9 ist mit dem Zylinder 4 verbunden. Aufgabe des Führungselements 9 ist es, das Schutzelement 7 zu führen, wenn die Kolbenstange 3 ein- und/oder ausgefahren wird. Das Schutzelement 7 bewegt sich synchron und parallel der Kolbenstange 3. Der Antrieb des Schutzelements 7 erfolgt mittels der Bewegung der Kolbenstange 3.
-
In 3 ist die Kolben-/ Zylindereinheit 1 in einer maximalen Ausfahrposition gezeigt. Dabei ist die Kolbenstange 3 entlang der Längsachse 13 der Kolben-/ Zylindereinheit 1 maximal ausgefahren. Die Kolbenstange 3 liegt nun zumindest teilweise frei und wäre ohne die Schutzvorrichtung 2 frei zugänglich. Das Schutzelement 7 ist mit der Kolbenstange 3 ebenfalls in seiner maximalen ausgefahrenen Position, wobei ein Endbereich des Schutzelements noch im Führungselement 9 aufgenommen ist.
-
Das Schutzelement 7 weist eine symmetrische Gestaltung entlang seiner Längsachse 11 auf. In einem Endbereich ist eine erste Durchbrechung 14 vorgesehen, mittels welchem das Schutzelement 7 am axialen Ende 5 der Kolbenstange 3 befestigt werden kann. Beispielsweise kann sich durch die erste Durchbrechung 14 eine Schraube oder Bolzen erstrecken. Zudem ist im Endbereich des Schutzelements 7 eine Wartungsöffnung 15 in Form einer weiteren Durchbrechung vorgesehen. Mittels der Wartungsöffnung 15 ist eine Wartungsstelle (nicht gezeigt) der Kolbenstange 3 zugänglich.
-
Am axialen Ende 5 der Kolbenstange 3 ist ein Auge 16 angeordnet, welches zur Aufnahme eines Verbindungsbolzens dient.
-
Zur Schmierung des Bolzens ist an der Außenkontur des axialen Endes 5 der Kolbenstange 3 ein Schmiernippel angeordnet. Der Schmiernippel wird ebenfalls mittels der Schutzvorrichtung geschützt. Dabei überdeckt die Schutzvorrichtung die Wartungsstelle, d.h. den Schmiernippel. Damit die Schutzvorrichtung 2 zur Wartung nicht demontiert werden muss, ist die Wartungsöffnung 15 vorgesehen, mittels welcher ein Zugang zur Wartungsstelle ermöglicht wird, aber dennoch ein Schutz gewährleistet ist. Die Schutzvorrichtung schützt also in der beschriebenen Ausführungsform nicht nur die Kolbenstange 3 sondern auch eine Wartungsstelle.
-
Die Breite 17, d.h. die Erstreckung des Schutzelements 7 quer zur Längsachse 11, ist derart gewählt, dass das Schutzelement breiter ist als der Durchmesser der Kolbenstange 3. Bevorzugt ist das Schutzelement 10% breiter als die Kolbenstange. Besonders bevorzugt ist das Schutzelement 20% breiter.
-
Die Führungskontur 10 des Schutzelements 7 ist in 5 erkennbar. Dabei handelt es sich um einen Schnitt durch das Schutzelement entlang der Linie A (siehe 4). Die Führungskontur ist im gezeigten Beispiel als Fase ausgebildet, die an allen 4 Ecken angebracht ist. Die Kanten sind also gebrochen. Ebenso könnten auch abgerundete Kanten genutzt werden.
-
Das Führungselement 9 ist in 6 zu sehen. Das Führungselement 9 weist eine durchgehende Öffnung 18 auf. Die Öffnung 18 wird rahmenartig vom Gehäuse 19 umschlossen. In Benutzung verläuft das Schutzelement 7 durch die Öffnung 18 hindurch und wird vom Gehäuse 19 entlang seines Umfangs quer zur Längsachse 11 umschlossen.
-
Das Führungselement 9 weist an mindestens einer Stirnseite mindesteins ein Führungsmittel 20 auf, um ein Einschieben des Schutzelements 7 in das Führungselement 9 zu erleichtern. Das mindestens eine Führungsmittel kann mittels einer trichterförmigen Kontur, einer Abrundung oder anderen geeigneten Form gebildet sein.
-
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Führungsmittel einerseits mittels eines abgewinkelten Leitbleches 21 gebildet, welches schräg hin zu einer Längsachse 22 des Führungselements 9 verläuft. Auf diese Weise wird das Schutzelement 7 beim Einschieben in das Führungselement 9 in die korrekte Position geleitet.
-
Ferner dient im gezeigten Ausführungsbeispiel eine abgerundete Führungskontur 23 als weiteres Führungsmittel 20 genutzt. Bevorzugt sind also zwei Führungsmittel 20 vorgesehen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Schutzelement 7 auch im elastisch verformten Zustand sicher in das Führungselement 9 eingeschoben werden kann.
-
Das Führungselement 9 bildet den zweiten Befestigungsbereich 8 des Schutzelements 7.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
