DE102018123184A1 - Piston-cylinder unit for a work machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Zylinder und einer darin verschieblich gelagerten Kolbenstange, wobei im Bereich der Zylinderöffnung wenigstens ein Kolbenstangenlager zur Lagerung bzw. Führung der Kolbenstange vorgesehen ist, und wobei das Kolbenstangenlager mindestens zweiteilig ausgeführt ist.The invention relates to a piston-cylinder unit with a cylinder and a piston rod displaceably mounted therein, wherein at least one piston rod bearing is provided in the region of the cylinder opening for mounting or guiding the piston rod, and the piston rod bearing is designed at least in two parts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Einheit für eine Arbeitsmaschine mit wenigstens einem Zylinder und einer darin verschieblich gelagerten Kolbenstange, wobei im Bereich der Zylinderöffnung wenigstens ein Kolbenstangenlager zur Lagerung bzw. Führung der Kolbenstange vorgesehen ist.The invention relates to a piston-cylinder unit for a working machine with at least one cylinder and a piston rod displaceably mounted therein, at least one piston rod bearing being provided in the region of the cylinder opening for mounting or guiding the piston rod.

Kolben-Zylinder-Einheiten für Hydraulik- bzw. Pneumatikzylinder sind hinreichend bekannt. Im Bereich des Austritts der Kolbenstange aus dem Zylindergehäuse wird ein Lager bzw. eine Führung vorgesehen, bspw. in Form einer in das Zylindergehäuse eingesetzten Lagerbuchse. In den 1-3 sind unterschiedliche Ausführungsformen gattungsgemäßer Zylinder mit Kolbenstangenlager dargestellt. 1 zeigt einen Querschnitt durch das Zylindergehäuse 1 im Bereich der Zylinderöffnung, in diese eine Lagerbuchse 3 eingesetzt ist. Die Lagerbuchse ist mit einem Außengewinde 3a versehen, um die Lagerbuchse 3 in den mit einem Innengewinde versehenen Öffnungsbereich des Zylinders 1 einzuschrauben. Als Alternative sind Lagerbuchsen 5 (s. 2) bekannt, die lediglich in die Zylinderöffnung eingeschoben werden und über separate 5-kant Halteschrauben 6 fixiert werden. Piston-cylinder units for hydraulic and pneumatic cylinders are well known. A bearing or a guide is provided in the region of the exit of the piston rod from the cylinder housing, for example in the form of a bearing bush inserted into the cylinder housing. In the 1-3 Different embodiments of generic cylinders with piston rod bearings are shown. 1 shows a cross section through the cylinder housing 1 in the area of the cylinder opening, into this a bearing bush 3rd is inserted. The bearing bush is with an external thread 3a provided to the bearing bush 3rd in the opening area of the cylinder with an internal thread 1 screw in. Bearings are an alternative 5 (see 2nd ) known, which are simply inserted into the cylinder opening and via separate 5-point retaining screws 6 be fixed.

Anwendungsabhängig besteht der Wunsch nach einer in den Zylinder integrierten Sensorik, sei es zur Druck- oder auch Längen- bzw. Positionsmessung. Gewünscht ist eine direkte Integration der Sensoreinheit in die Lagerbuchse, notwendige Energie- und Signalleitungen der Sensoreinheit müssen dann über Kanäle der Lagerbuchse bzw. des Zylindergehäuses herausgeführt werden. Problematisch ist dies insbesondere bei der Ausführungsform gemäß 1, denn die mit einem Außengewinde 3a versehene Buchse 3 bietet weder ausreichend Platz für die Sensoreinheit noch entsprechende Leitungskanäle. Aus diesem Grund wird die Lagerbuchse wie in 3 gezeigt, in Axialrichtung verlängert. Durch das Herausragen der Lagerbuchse 7 aus der Zylinderöffnung wird jedoch nachteilig der Kolbenhub verkürzt.Depending on the application, there is a desire for a sensor system integrated in the cylinder, be it for pressure or length or position measurement. A direct integration of the sensor unit into the bearing bush is desired; the necessary energy and signal lines of the sensor unit must then be routed out through channels of the bearing bush or the cylinder housing. This is particularly problematic in the embodiment according to 1 , because those with an external thread 3a provided socket 3rd does not offer sufficient space for the sensor unit or corresponding cable ducts. For this reason, the bearing bush is as in 3rd shown, extended in the axial direction. By protruding the bearing bush 7 however, the piston stroke is disadvantageously shortened from the cylinder opening.

Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine alternative Lösung für eine Kolben-Zylinder-Einheit bzw. Kolbenstangenlagerung aufzuzeigen, die eine einfache und bessere Integration einer beliebigen Komponente, insbesondere einer entsprechenden Sensoreinheit erlaubt.The idea of the present invention is to show an alternative solution for a piston-cylinder unit or piston rod bearing, which allows simple and better integration of any component, in particular a corresponding sensor unit.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kolben-Zylinder-Einheit gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Kolben-Zylinder-Einheit sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a piston-cylinder unit according to the features of claim 1. Advantageous embodiments of the piston-cylinder unit are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird hierbei vorgeschlagen, das eingesetzte Kolbenstangenlager mindestens zweiteilig auszuführen. Hierbei kann ein erster Teil des Kolbenstangenlagers bspw. zur Integration einer Komponente, insbesondere einer Sensoreinheit dienen, während der zweite Lagerteil die ausreichende Fixierung des ersten Lagerteils innerhalb des Zylindergehäuses sicherstellt.According to the invention, it is proposed here to design the piston rod bearing used at least in two parts. In this case, a first part of the piston rod bearing can serve, for example, to integrate a component, in particular a sensor unit, while the second bearing part ensures that the first bearing part is adequately fixed within the cylinder housing.

Gemäß bevorzugter Ausführung ist das Kolbenstangenlager als zweiteilige Lagerbuchse ausgeführt. Vorzugsweise wird der Aussenumfang der Lagerbuchse durch die zusammengesetzten Lagerteile gebildet, während der Innenumfang, der die Kolbenstange aufnimmt, lediglich durch eines der Lagerteile geformt wird.According to a preferred embodiment, the piston rod bearing is designed as a two-part bearing bush. The outer circumference of the bearing bush is preferably formed by the assembled bearing parts, while the inner circumference, which receives the piston rod, is formed only by one of the bearing parts.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Teil des Kolbenstangenlagers bzw. der Lagerbuchse durch ein Steckteil gebildet, das lediglich in die Zylinderöffnung eingeschoben bzw. eingesetzt ist. Das zweite Lagerteil ist als Schaubteil mit passendem Gewinde ausgeführt, das in ein komplementäres Gewinde des Zylindergehäuses eingreift. Bspw. sieht das Schraubteil ein Aussengewinde vor, das mit einem Innengewinde des Zylinders im Bereich der Zylinderöffnung zusammenwirkt. Durch das Einschrauben wird das Schraubteil in Axialrichtung gegen das Steckteil bewegt und sorgt somit für eine ausreichende Fixierung des Steckteils innerhalb der Zylinderöffnung.According to an advantageous embodiment of the invention, the first part of the piston rod bearing or the bearing bush is formed by a plug-in part which is only inserted or inserted into the cylinder opening. The second bearing part is designed as a screw part with a suitable thread, which engages in a complementary thread of the cylinder housing. E.g. the screw part provides an external thread which interacts with an internal thread of the cylinder in the region of the cylinder opening. By screwing the screw part is moved in the axial direction against the plug-in part and thus ensures sufficient fixation of the plug-in part within the cylinder opening.

Bevorzugt wird eine Ausführung des Schraubteils als Gewindering mit Aussengewinde. Ferner sieht das Steckteil besonders bevorzugt einen zylindrischen Vorsprung vor, auf diesen der Gewindering aufgesetzt ist. Beim Einschrauben bringt der Gewindering eine in Axialrichtung wirkende Kraft auf das Steckteil auf, wodurch dieses in die Zylinderöffnung hinein gedrückt wird. Insbesondere umfasst das Steckteil eine entsprechende Anschlagsfläche für das Schraubteil bzw. den Gewindering. Denkbar ist eine Ausführung des Steckteils mit einem zylindrischen Vorsprung zur Aufnahme des Gewinderings und einer stufenartigen Durchmesservergrößerung auf den Aussendurchmesser des Lagers als Anschlagsfläche.An embodiment of the screw part as a threaded ring with an external thread is preferred. Furthermore, the plug-in part particularly preferably provides a cylindrical projection on which the threaded ring is placed. When screwing in, the threaded ring applies a force acting in the axial direction to the plug-in part, as a result of which this is pressed into the cylinder opening. In particular, the plug-in part comprises a corresponding stop surface for the screw part or the threaded ring. An embodiment of the plug-in part is conceivable with a cylindrical projection for receiving the threaded ring and a step-like increase in diameter on the outside diameter of the bearing as a stop surface.

Wie bereits vorstehend erläutert wurde sorgt der zweiteilige Aufbau der Lagerbuchse dafür, dass zumindest ein Teil der Lagerbuchse besonders einfach für die Integration einer entsprechenden Sondersensoreinheit oder eines sonstigen Element vorbereitet werden kann. Beispielsweise kann wenigstens ein Teil der Lagerbuchse, insbesondere der Steckteil eine integrale Vorrichtung, insbesondere eine Sensoreinheit umfassen.As already explained above, the two-part construction of the bearing bush ensures that at least a part of the bearing bush can be prepared particularly easily for the integration of a corresponding special sensor unit or another element. For example, at least a part of the bearing bush, in particular the plug-in part, can comprise an integral device, in particular a sensor unit.

Für die Ausleitung entsprechender Anschlussleitungen der integralen Vorrichtung, insbesondere der Sensoreinheit besteht die Möglichkeit, wenigstens eine radiale Bohrung in der Lagerbuchse vorzusehen. Insbesondere ist die radiale Bohrung unmittelbar in dem Teil der Lagerbuchse vorgesehen, dieser auch die entsprechende Sensoreinheit beherbergt. Erfolgt die Integration der Sensoreinheit in das Steckteil, so stören entsprechende Gewindeausführungen nicht bei der Platzierung der Radialbohrung, denn diese sind stattdessen am Schraubteil der Lagerbuchse vorgesehen. Denkbar ist es auch, dass innerhalb der Radialbohrung nicht nur Anschlussleitungen, sondern eine gesamte Sensoreinheit inklusive Anschlussleitungen einschraubbar ist. Als Anschlussleitungen werden sowohl Signalleitungen als auch Energieversorgungsleitungen verstanden.For the rejection of corresponding connection lines of the integral device, In particular, the sensor unit has the possibility of providing at least one radial bore in the bearing bush. In particular, the radial bore is provided directly in the part of the bearing bush, which also houses the corresponding sensor unit. If the sensor unit is integrated into the plug-in part, the corresponding thread versions do not interfere with the placement of the radial bore, because these are instead provided on the screw part of the bearing bush. It is also conceivable that not only connecting lines, but an entire sensor unit including connecting lines can be screwed into the radial bore. Both signal lines and power supply lines are understood as connecting lines.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass der entsprechende Teil der Lagerbuchse, vorzugsweise das Steckteil, eine Axialbohrung zur Ausleitung ein oder mehrerer Anschlussleitungen der Sensoreinheit umfasst. Diese können dann stirnseitig im Bereich der Zylinderöffnung austreten.Alternatively, it can be provided that the corresponding part of the bearing bush, preferably the plug-in part, comprises an axial bore for the discharge of one or more connecting lines of the sensor unit. These can then emerge at the end in the area of the cylinder opening.

Bei der beanspruchten Kolben-Zylinder-Einheit handelt es sich vorzugsweise um einen Hydraulikzylinder oder auch Pneumatikzylinder.The claimed piston-cylinder unit is preferably a hydraulic cylinder or pneumatic cylinder.

Neben der Zylindereinheit betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Arbeitsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit. Demzufolge ergeben sich für die Arbeitsmaschine dieselben Vorteile und Eigenschaften, wie sie bereits vorstehend anhand der erfindungsgemäßen Kolbenzylindereinheit erläutert wurden. Auf eine wiederholende Beschreibung wird aus diesem Grund verzichtet.In addition to the cylinder unit, the present invention also relates to a work machine with a piston-cylinder unit according to the invention. As a result, the same advantages and properties result for the working machine as have already been explained above with reference to the piston-cylinder unit according to the invention. For this reason, a repetitive description is omitted.

Die Arbeitsmaschine kann ein Kran oder eine Erdbewegungsmaschine bzw. sonstige Baumaschine sein.The working machine can be a crane or an earth moving machine or other construction machine.

Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1-3: unterschiedliche Varianten einer Kolben-Zylinder-Einheit gemäß dem Stand der Technik,
  • 4: eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit im Bereich der Lagerbuchse,
  • 5: eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit im Bereich der Lagerbuchse und
  • 6: perspektivische Darstellungen der zweiteiligen Lagerbuchse gemäß der Ausführungsform aus 5.
Further advantages and properties of the invention will be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. Show it:
  • 1-3 : different variants of a piston-cylinder unit according to the prior art,
  • 4th 1 shows a sectional illustration of a piston-cylinder unit according to the invention in the region of the bearing bush,
  • 5 : A sectional view of a further embodiment of the piston-cylinder unit according to the invention in the area of the bearing bush and
  • 6 : Perspective representations of the two-part bearing bush according to the embodiment 5 .

4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit. Diese umfasst das Zylindergehäuse 10 und eine aus dem Zylindergehäuse 10 austretende Kolbenstange 20, die in axialer Richtung verschieblich gelagert ist. Im Bereich der Zylinderöffnung ist die erfindungsgemäße zweiteilige Lagerbuchse 30 in das Zylindergehäuse 10 eingesetzt. Die Lagerbuchse 30 setzt sich aus einem ersten Lagerteil 31 in Form des Gewinderings 31 und dem zweiten Lagerteil in Form der Steckbuchse 32 zusammen. 4th shows a first embodiment of the piston-cylinder unit according to the invention. This includes the cylinder housing 10th and one from the cylinder housing 10th emerging piston rod 20th which is slidably mounted in the axial direction. The two-part bearing bush according to the invention is in the area of the cylinder opening 30th into the cylinder housing 10th used. The bearing bush 30th consists of a first part of the stock 31 in the form of the threaded ring 31 and the second bearing part in the form of the socket 32 together.

Die Steckbuchse 32 wird bei der Montage des Zylinders in die Zylinderöffnung eingesetzt, insbesondere bis die Anschlagskante 32a an einer Anschlagsfläche des Zylindergehäuses 10 anschlägt und ein weiteres Eindringen der Lagerbuchse 30 in den Zylinder 10 verhindert. Integraler Bestandteil der Steckbuchse 32 ist die Sensoreinheit 40, die in einen dafür vorgesehenen Hohlraum des Lagerteils 32 eingesetzt ist. Über wenigstens eine Axialbohrung 41 lassen sich etwaige Anschlussleitungen der Sensoreinheit 40 an der Stirnseite des Lagerteils 32 aus dem Zylindergehäuses 10 herausführen. Ferner sieht die Steckbuchse 32 einen zylindrischen Vorsprung 32c vor, auf diesen der Gewindering 31 koaxial aufgebracht werden kann.The socket 32 is used when installing the cylinder in the cylinder opening, especially up to the stop edge 32a on a stop surface of the cylinder housing 10th strikes and further penetration of the bearing bush 30th in the cylinder 10th prevented. An integral part of the socket 32 is the sensor unit 40 which in a designated cavity of the bearing part 32 is inserted. Via at least one axial bore 41 any connection cables of the sensor unit 40 at the front of the bearing part 32 from the cylinder housing 10th lead out. The connector also sees 32 a cylindrical projection 32c before, on this the threaded ring 31 can be applied coaxially.

Der Gewindering 31 selbst umfasst zumindest ein Außengewinde 31a, das mit einem komplementären Innengewinde des Zylindergehäuses 10 in Eingriff steht. Durch Eindrehen des Gewinderings 31 wird dieser in axialer Richtung in das Zylindergehäuse 10 hinein bewegt, bis der Gewindering 31 an der Anschlagsfläche 32b der Steckbuchse 32 anschlägt und diesen in Axialrichtung mitnimmt und mit seiner Anschlagskante 32a gegen den Gehäusevorsprung presst. Hierdurch wird eine ausreichende Fixierung der Steckbuchse 32 innerhalb des Zylinders 10 gewährleistet. Durch die zweiteilige Ausführung der Lagerbuchse 30 kann zudem sehr einfach Platz für die Sensoreinheit 40 oder sonstige Komponenten geschaffen werden.The threaded ring 31 itself comprises at least one external thread 31a that with a complementary internal thread of the cylinder housing 10th is engaged. By screwing in the threaded ring 31 this is in the axial direction in the cylinder housing 10th moved in until the threaded ring 31 on the stop surface 32b the socket 32 strikes and takes it along in the axial direction and with its stop edge 32a presses against the housing projection. This ensures adequate fixation of the socket 32 inside the cylinder 10th guaranteed. Due to the two-part design of the bearing bush 30th can also easily accommodate the sensor unit 40 or other components are created.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Lagerbuchse 30 ist in der Darstellung gemäß 5 gezeigt. Der Unterschied dieser Lagerbuchse 30' besteht darin, dass die Steckbuchse 32' zwar ebenfalls eine integrierte Sensoreinheit 40' umfasst. Diese ist allerdings mit ihren Anschlussleitungen 41' in eine Radialbohrung 50 der Steckbuchse 32' eingeschraubt, so dass auch sämtliche Sensorleitungen 41' in Radialrichtung aus dem Zylindergehäuse 10 herausgeführt sind.An alternative embodiment of the bearing bush 30th is in accordance with the presentation 5 shown. The difference of this bearing bush 30 ' is that the socket 32 ' also an integrated sensor unit 40 ' includes. However, this is with their connecting cables 41 ' in a radial bore 50 the socket 32 ' screwed in, so that all sensor cables 41 ' in the radial direction from the cylinder housing 10th are brought out.

Die 6 und 7 zeigen nochmals perspektivische Darstellungen der erfindungsgemäßen Lagerbuchse 30 gemäß der Ausführungsform aus 4. Die obigen Abbildungen zeigen die zerlegte Lagerbuchse mit dem Steckteil 32 als auch dem Gewindering 31. 7 zeigt die zusammengesetzte Lagerbuchse 30.The 6 and 7 again show perspective views of the bearing bush according to the invention 30th according to the embodiment 4th . The above pictures show the dismantled bearing bush with the plug-in part 32 as well as the threaded ring 31 . 7 shows the assembled bearing bush 30th .

Claims (9)

Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Zylinder und einer darin verschieblich gelagerten Kolbenstange, wobei im Bereich der Zylinderöffnung wenigstens ein Kolbenstangenlager zur Lagerung bzw. Führung der Kolbenstange vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenstangenlager mindestens zweiteilig ausgeführt ist.Piston-cylinder unit with a cylinder and a piston rod slidably mounted therein, at least one piston rod bearing being provided in the area of the cylinder opening for mounting or guiding the piston rod, characterized in that the piston rod bearing is constructed in at least two parts. Kolben-Zylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenstangenlager eine mindestens zweiteilige Buchse ist.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod bearing is an at least two-part bushing. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenstangenlager aus wenigstens einem Steckteil besteht, das in die Zylinderöffnung einsetzbar bzw. eingesetzt ist, und wenigstens ein Schraubteil mit Gewinde umfasst, das mit der Zylinderwand verschraubbar bzw. verschraubt ist und zur Fixierung des Steckteils innerhalb des Zylinders dient.Piston-cylinder unit after Claim 1 or 2nd , characterized in that the piston rod bearing consists of at least one plug-in part which can be inserted or inserted into the cylinder opening and comprises at least one screw part with a thread which can be screwed or screwed to the cylinder wall and serves to fix the plug-in part within the cylinder. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubteil ein Gewindering ist, der auf einem zylindrischen Vorsprung des Steckteils sitzt, und beim Verschrauben mit der Zylinderwandung in axialer Richtung gegen eine Anschlagsfläche des Steckteils bewegt wird.Piston-cylinder unit after Claim 3 , characterized in that the screw part is a threaded ring which sits on a cylindrical projection of the plug part, and is moved in the axial direction against a stop surface of the plug part when screwing to the cylinder wall. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Kolbenstangenlagers, insbesondere das Steckteil, eine integrierte Komponente, insbesondere integrale Sensoreinheit umfasst bzw. eine Aufnahme für eine Komponente bzw. Sensoreinheit vorsieht.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, characterized in that at least part of the piston rod bearing, in particular the plug-in part, comprises an integrated component, in particular an integral sensor unit, or provides a receptacle for a component or sensor unit. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckteil eine radiale Bohrung zur Ausleitung ein oder mehrerer Anschlussleitungen der Komponente bzw. Sensoreinheit und/oder zur Aufnahme der gesamten Sensoreinheit umfasst, wobei die Radialbohrung ein Gewinde vorsieht, das mit einem Gewinde der Sensoreinheit in Eingriff steht.Piston-cylinder unit after Claim 5 , characterized in that the plug-in part comprises a radial bore for leading out one or more connecting lines of the component or sensor unit and / or for receiving the entire sensor unit, the radial bore providing a thread which is in engagement with a thread of the sensor unit. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckteil eine Axialbohrung zur Ausleitung ein oder mehrerer Anschlussleitungen der Komponente bzw. Sensoreinheit im Bereich der Zylinderöffnung umfasst.Piston-cylinder unit after Claim 5 , characterized in that the plug-in part comprises an axial bore for discharging one or more connecting lines of the component or sensor unit in the region of the cylinder opening. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kolben-Zylinder-Einheit um einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder handelt.Piston-cylinder unit according to one of the preceding claims, characterized in that the piston-cylinder unit is a hydraulic or pneumatic cylinder. Arbeitsmaschine mit einer Kolben-Zylinder-Einheit gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Working machine with a piston-cylinder unit according to one of the preceding claims.
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