DE102019008362A1

DE102019008362A1 - Piston unit

Info

Publication number: DE102019008362A1
Application number: DE102019008362.8A
Authority: DE
Inventors: Josef Büter
Original assignee: Buemach Engineering International BV
Current assignee: Buemach Engineering International BV
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-06-25
Also published as: DE202018005869U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbeneinheit eines doppeltwirkenden Arbeitskolbens, aufweisend eine Kolbenstange (1), einen ersten (2) und einen zweiten Kopplungsring (3), einen ersten Kolbenendabschnitt (4), einen zweiten Kolbenendabschnitt (5) sowie einen Kolbenmittelabschnitt (6), wobei die Kolbenstange (1) eine erste (7) und eine zweite Außenringnut (8) aufweist, wobei der erste Kopplungsring (2) in der ersten Außenringnut (7) angeordnet ist und den ersten Kolbenendabschnitt (4) axial einseitig festlegt, wobei der erste Kolbenendabschnitt (4) mit einer ersten Innenringnut (10) den ersten Kopplungsring (2) radial umschließt, wobei der zweite Kopplungsring (3) in der zweiten Außenringnut (8) angeordnet ist und den zweiten Kolbenendabschnitt (5) entgegengesetzt axial einseitig festlegt, wobei der zweite Kolbenendabschnitt (5) mit einer zweiten Innenringnut (12) den zweiten Kopplungsring (3) radial umschließt, und wobei der Kolbenmittelabschnitt (6) axial zwischen den Kolbenendabschnitten (4, 5) angeordnet ist, wobei der Kolbenmittelabschnitt (6) mindestens einen Kolbenmittelabschnittskörper (14) aufweist und die Kolbenendabschnitte (4, 5) zueinander beabstandet.

The invention relates to a piston unit of a double-acting working piston, comprising a piston rod (1), a first (2) and a second coupling ring (3), a first piston end section (4), a second piston end section (5) and a piston middle section (6), whereby the piston rod (1) has a first (7) and a second outer ring groove (8), the first coupling ring (2) being arranged in the first outer ring groove (7) and fixing the first piston end section (4) axially on one side, the first piston end section (4) with a first inner ring groove (10) radially surrounds the first coupling ring (2), the second coupling ring (3) being arranged in the second outer ring groove (8) and axially fixing the second piston end section (5) in the opposite direction, the second Piston end section (5) with a second inner ring groove (12) radially surrounds the second coupling ring (3), and the piston middle section (6) axially between the piston end sections (4, 5) is arranged, the piston middle section (6) having at least one piston middle section body (14) and the piston end sections (4, 5) spaced apart.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbeneinheit eines doppeltwirkenden ArbeitskolbensThe invention relates to a piston unit of a double-acting working piston

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Lösungen für eine formschlüssige oder kraftschlüssige Kopplung eines Kolbens mit einer Kolbenstange bekannt. Bei diesen Lösungen stellt sich stets das Problem, dass durch geeignete Mittel eine Lockerung beider Kopplungspartner vermieden werden muss.
Insbesondere ist es bekannt, den Kolben mit der Kolbenstange zu verschrauben. Hierbei wird zur Sicherung dieser Verbindung beispielsweise Metallkleber verwandt. Nachteilig ist hierbei, dass dieser nach der Aushärtung durch eine zu geringe Elastizität und durch die hohe Belastung zwischen den Konturen des Gewindefreiraums ausbrechen kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zusätzliche Verschraubungen vorzusehen, die entweder als Kontermuttern vorliegen oder als Verspannungen mit einem gegenläufigen Gewinde vorliegen können. Ferner beschreibt das Dokument US 2016/0325778 A1 eine Kolbenanordnung, in welcher die beiden Kolbenteile gegeneinander verschraubt werden. Der Nachteil dieser Anordnung besteht in der Möglichkeit, dass sich die Verschraubung durch die Betriebsbelastung lockert oder löst.Different solutions for a positive or non-positive coupling of a piston to a piston rod are known from the prior art. With these solutions, there is always the problem that a loosening of both coupling partners must be avoided by suitable means.
In particular, it is known to screw the piston to the piston rod. Metal adhesive is used to secure this connection. The disadvantage here is that this can break out after curing due to insufficient elasticity and the high load between the contours of the thread space. Another possibility is to provide additional screw connections, which are either in the form of lock nuts or in the form of bracing with an opposite thread. The document also describes US 2016/0325778 A1 a piston arrangement in which the two piston parts are screwed together. The disadvantage of this arrangement is the possibility that the screw connection loosens or loosens due to the operating load.

Die aufgeführten Lösungen sind zwar erprobt, bieten aber letztlich keine vollständig sichere Verbindung, insbesondere wenn es auf eine exakte Positionierung bei einer Ausfahrt und Einfahrt der Kolbenstange ankommt oder wenn die Kolbeneinheit durch Schläge oder Stöße hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt ist. Die Erfahrung zeigt, dass auch die Sicherungselemente, die eine Lockerung verhindern sollen, ihrerseits einer Lockerung unterliegen können und dann keine sichere Verbindung bereitstellen können.Although the solutions listed have been tried and tested, they ultimately do not offer a completely secure connection, especially if precise positioning is important when the piston rod is exiting and entering or if the piston unit is exposed to high dynamic loads due to impacts or shocks. Experience shows that the securing elements, which are intended to prevent loosening, can themselves be subject to loosening and then cannot provide a secure connection.

Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, durch ein Ausweichen auf eine stoffschlüssige Verbindung durch Verschweißen eine Lockerung zu vermeiden. Allerdings sind Schweißverbindungen aufwendig und insbesondere aufgrund der thermischen Belastung der Kopplungspartner nicht für alle Anwendungen geeignet. Furthermore, it is known from the prior art to avoid loosening by switching to a material connection by welding. However, welded connections are complex and, in particular due to the thermal load on the coupling partners, are not suitable for all applications.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kolbeneinheit für einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder aufzuzeigen, welcher eine besonders hohe Zuverlässigkeit aufweist sowie eine einfache Montage und Demontage sowie eine günstige Herstellung ermöglicht.The object of the invention is to show a piston unit for a double-acting cylinder, which has a particularly high reliability and enables easy assembly and disassembly and inexpensive manufacture.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by the features listed in claim 1. Preferred further developments result from the subclaims.

Dabei weist die Kolbeneinheit eine Kolbenstange, einen ersten und einen zweiten Kopplungsring, einen ersten Kolbenendabschnitt, einen zweiten Kolbenendabschnitt sowie einen Kolbenmittelabschnitt auf. Der Kolben ist somit mehrteilig ausgebildet. Die beiden Kolbenendabschnitte und der Kolbenmittelabschnitt bilden zusammen den Kolben und werden nachfolgend zusammengefasst auch als Kolben bezeichnet.The piston unit has a piston rod, a first and a second coupling ring, a first piston end section, a second piston end section and a piston middle section. The piston is thus formed in several parts. The two piston end sections and the piston middle section together form the piston and are also referred to below as a piston.

Die Kolbenstange weist erfindungsgemäß eine erste und eine zweite Außenringnut auf. Die Außenringnuten sind von einander beabstandet, wobei der konkrete Abstand in Abhängigkeit von der Länge des Kolbens steht.According to the invention, the piston rod has a first and a second outer ring groove. The outer ring grooves are spaced from each other, the specific distance depending on the length of the piston.

Der erste Kopplungsring ist erfindungsgemäß in der ersten Außenringnut und der zweite Kopplungsring in der zweiten Außenringnut angeordnet.According to the invention, the first coupling ring is arranged in the first outer ring groove and the second coupling ring in the second outer ring groove.

Die Querschnittsform der Außenringnuten korrespondiert mit der Querschnittsform der Kopplungsringe. Die Außenringnut ist jeweils so ausgebildet, dass sie den zugeordneten Kopplungsring teilweise aufnehmen kann. Die Querschnittsform der Kopplungsringe ist vorzugsweise kreisförmig und die Querschnittsform der Außenringnuten vorzugsweise halbkreisförmig ausgebildet. Es sind aber auch andere Querschnittsformen, beispielsweise rechteckige Querschnitte möglich. Vorzugsweise, jedoch nicht notwendig, weisen die erste und zweite Außenringnut sowie der erste und der zweite Kopplungsring gleiche Querschnittformen und -größen auf. Es ist erfindungsgemäß jedoch möglich, diese unterschiedlich auszubilden.The cross-sectional shape of the outer ring grooves corresponds to the cross-sectional shape of the coupling rings. The outer ring groove is designed such that it can partially accommodate the associated coupling ring. The cross-sectional shape of the coupling rings is preferably circular and the cross-sectional shape of the outer ring grooves is preferably semicircular. However, other cross-sectional shapes are also possible, for example rectangular cross-sections. The first and second outer ring grooves and the first and second coupling rings preferably, but not necessarily, have the same cross-sectional shapes and sizes. However, it is possible according to the invention to design them differently.

Der erste und zweite Kopplungsring sind erfindungsgemäß geteilt ausgebildet. Für eine einfache Montage sind die Kopplungsringe vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, wodurch sie einfach und werkzeuglos in die Außenringnut eingelegt werden können. Bei einer zweiteiligen Ausbildung schließt jeder Kopplungsringabschnitt einen Winkel von etwa 180 Grad ein.The first and second coupling rings are split according to the invention. For simple assembly, the coupling rings are preferably formed in two parts, as a result of which they can be inserted into the outer ring groove simply and without tools. In a two-part design, each coupling ring section encloses an angle of approximately 180 degrees.

Erfindungsgemäß weist der erste Kolbenendabschnitt eine erste axiale Bohrung auf. In dieser Bohrung ist die Kolbenstange aufgenommen. So kann der erste Kolbenendabschnitt auf die Kolbenstange geschoben werden. Der Innendurchmesser der axialen Bohrung entspricht vorzugsweise dem Außendurchmesser der Kolbenstange und ist dabei kleiner als der Außendurchmesser eines in die Außenringnut eingelegten Kopplungsrings.According to the invention, the first piston end section has a first axial bore. The piston rod is received in this bore. The first piston end section can thus be pushed onto the piston rod. The inner diameter of the axial bore preferably corresponds to the outer diameter of the piston rod and is smaller than the outer diameter of a coupling ring inserted into the outer ring groove.

Der erste Kolbenendabschnitt weist erfindungsgemäß eine axial einseitig offene erste Innenringnut auf. Der Durchmesser der Innenringnut ist größer als der Innendurchmesser der axialen Bohrung und entspricht vorzugsweise dem Außendurchmesser des in die Außenringnut eingelegten Kopplungsrings.According to the invention, the first piston end section has a first inner ring groove that is open axially on one side. The diameter of the inner ring groove is larger than the inner diameter of the axial bore and preferably corresponds to that Outside diameter of the coupling ring inserted in the outer ring groove.

Erfindungsgemäß bilden die erste Innenringnut und die erste Außenringnut einen ersten Ringnutenraum, in welchem der erste Kopplungsring angeordnet ist.According to the invention, the first inner ring groove and the first outer ring groove form a first ring groove space in which the first coupling ring is arranged.

Der erste Kopplungsring wird erfindungsgemäß durch die erste Innenringnut radial umschlossen. Als radial umschlossen ist zu verstehen, dass der erste Kopplungsring an seiner Außenseite zumindest insoweit überdeckt wird, dass er aus dem ersten Ringnutenraum nicht herausfallen oder entnommen werden kann. Ist der erste Kopplungsring in die erste Außenringnut eingelegt, wird der erste Kolbenendabschnitt mit der ersten Innenringnut über den ersten Kopplungsring geschoben. Damit wird der erste Kopplungsring in seiner Position formschlüssig festgelegt.According to the invention, the first coupling ring is radially enclosed by the first inner ring groove. To be understood as radially enclosed is to be understood that the first coupling ring is covered on its outside at least to the extent that it cannot fall out or be removed from the first annular groove space. If the first coupling ring is inserted into the first outer ring groove, the first piston end section with the first inner ring groove is pushed over the first coupling ring. The first coupling ring is thus positively fixed in its position.

Der erste Kolbenendabschnitt ist erfindungsgemäß durch den ersten Kopplungsring auf der Kolbenstange einseitig axial formschlüssig festgelegt. Der erste Kopplungsring bewirkt also, dass der erste Kolbenabschnitt in seiner axialen Verschiebbarkeit auf der Kolbenstange in Richtung des ersten Kolbenrings durch den ersten Kolbenring formschlüssig begrenzt wird.According to the invention, the first piston end section is axially positively fixed on one side by the first coupling ring on the piston rod. The first coupling ring therefore has the effect that the first piston section is positively limited in its axial displaceability on the piston rod in the direction of the first piston ring by the first piston ring.

Erfindungsgemäß weist der zweite Kolbenendabschnitt eine zweite axiale Bohrung auf, in der die Kolbenstange aufgenommen ist. Der zweite Kolbenabschnitt weist ferner eine axial einseitig offene zweite Innenringnut auf. Der Bohrungsdurchmesser und der Außendurchmesser des zweiten Kolbenendabschnitts entsprechen vorzugsweise denen des ersten Kolbenendabschnitts.According to the invention, the second piston end section has a second axial bore in which the piston rod is received. The second piston section also has a second inner ring groove which is open axially on one side. The bore diameter and the outer diameter of the second piston end section preferably correspond to those of the first piston end section.

Die zweite Innenringnut ist erfindungsgemäß zu der ersten Innenringnut axial gegenüberliegend einseitig offen ausgebildet. Die Innenringnuten sind entlang der Kolbenstange in entgegengesetzte Richtungen geöffnet.According to the invention, the second inner ring groove is designed to be open on one side axially opposite the first inner ring groove. The inner ring grooves are opened in opposite directions along the piston rod.

Die zweite Außenringnut und die zweite Innenringnut bilden erfindungsgemäß einen zweiten Ringnutenraum, in welchem der zweite Kopplungsring angeordnet ist. Der zweite Kopplungsring wird erfindungsgemäß durch die zweite Innenringnut radial umschlossen. Für den Aufbau und das Zusammenwirken von zweiter Ringnut, zweitem Kopplungsring und zweitem Kolbenabschnitt gelten die Beschreibungen zu der ersten Ringnut, dem ersten Kopplungsring und zu dem ersten Kolbenabschnitt sinngemäß.According to the invention, the second outer ring groove and the second inner ring groove form a second ring groove space in which the second coupling ring is arranged. According to the invention, the second coupling ring is radially enclosed by the second inner ring groove. The descriptions for the first ring groove, the first coupling ring and the first piston section apply mutatis mutandis to the structure and the interaction of the second ring groove, the second coupling ring and the second piston section.

Der zweite Kolbenendabschnitt ist durch den zweiten Kopplungsring auf der Kolbenstange in einer zu dem ersten Kolbenendabschnitt gegenüberliegenden Richtung einseitig axial formschlüssig festgelegt. Der zweite Kolbenabschnitt wird in seiner axialen Verschieblichkeit durch den zweiten Kopplungsring formschlüssig begrenzt. Diese Begrenzung der axialen Verschieblichkeit liegt somit in umgekehrter axialer Richtung vor wie die Begrenzung der axialen Verschieblichkeit des ersten Kolbenendabschnitts.The second piston end section is axially positively fixed on one side by the second coupling ring on the piston rod in a direction opposite to the first piston end section. The second piston section is positively limited in its axial displaceability by the second coupling ring. This limitation of the axial displaceability is thus in the reverse axial direction as the limitation of the axial displaceability of the first piston end section.

Somit sind die beiden Kolbenendabschnitte zwischen den beiden in die Außenringnuten eingelegten Kopplungsringen auf der Kolbenstange verschieblich angeordnet und in ihrer axialen Verschieblichkeit auf diesen Bereich beschränkt.Thus, the two piston end sections between the two coupling rings inserted into the outer ring grooves are arranged displaceably on the piston rod and their axial displaceability is limited to this area.

Der Kolbenmittelabschnitt ist erfindungsgemäß axial zwischen den Kolbenendabschnitten angeordnet. Er besteht bevorzugt aus zwei in 180 Grad geteilten Hälften. Die Teilung ist erforderlich, um die Montage zu ermöglichen. Zur radialen Sicherung wird vorzugsweise der Führungsring (auch als Führungsband bezeichnet) vorgesehen, welcher in einer äußeren Radialnut des Kolbens angeordnet ist.According to the invention, the piston center section is arranged axially between the piston end sections. It preferably consists of two halves divided into 180 degrees. The division is required to enable assembly. For radial securing, the guide ring (also referred to as a guide band) is preferably provided, which is arranged in an outer radial groove of the piston.

Die Kolbenendabschnitte und der Kolbenmittelabschnitt bilden zusammen den Kolben.The piston end sections and the piston middle section together form the piston.

Der Kolbenmittelabschnitt weist erfindungsgemäß mindestens einen Kolbenmittelabschnittskörper auf. Der Kolbenmittelabschnitt beabstandet die Kolbenendabschnitte zueinander.
Der Kolbenmittelabschnittskörper besitzt die Funktion eines Sperrkörpers, welcher im eingesetzten Zustand die Kolbenendabschnitte beabstandet und die beiden Innenringnuten über den jeweiligen Außenringnuten mit den Kopplungsringen positioniert und dort fixiert.
Die Breite eines Kolbenmittelabschnittskörpers entspricht vorzugsweise genau dem axialen Abstand der beiden Kolbenendabschnitte, wenn sich diese in einer Anschlagposition befinden. Als Anschlagposition wird es verstanden, wenn diese jeweils ohne Bewegungsspiel an den jeweiligen Kopplungsringen anliegen und in diese jeweilige Richtung axial nicht weiter verschoben werden können.According to the invention, the piston center section has at least one piston center section body. The piston middle section spaces the piston end sections from one another.
The piston center section body has the function of a locking body which, when inserted, spaces the piston end sections and positions the two inner ring grooves over the respective outer ring grooves with the coupling rings and fixes them there.
The width of a piston middle section body preferably corresponds exactly to the axial distance between the two piston end sections when they are in a stop position. It is understood as a stop position if these are in each case in contact with the respective coupling rings without play and cannot be axially displaced further in this respective direction.

Bei bestimmungsgemäßer Verwendung greift in einer ersten Betätigungsrichtung der Fluiddruck an der äußeren Ringfläche des ersten Kolbenendabschnitts an und bewirkt so eine axiale Kraft in Richtung des zweiten Kolbenendabschnitts. Daher wird der erste Kolbenendabschnitt gegen den Kolbenmittelabschnitt gepresst und dieser gegen den zweiten Kolbenendabschnitt. Im Ergebnis wird so die axiale Kraft auf den zweiten Kolbenendabschnitt übertragen. Der zweite Kolbenendabschnitt greift mit der axialen Seitenwandung der einseitig offenen zweiten Innenringnut an die dem zweiten Kolbenendabschnitt zugewandte Seitenwandung des zweiten Kopplungsrings an und überträgt die axiale Kraft auf den Kopplungsring. Dieser leitet die Kraft auf seiner gegenüberliegenden Seitenwandung in die zu dem zweiten Kolbenendabschnitt abgewandte Seitenwandung der zweiten Ringnut ein und überträgt diese so auf die Kolbenstange. In der entgegengesetzten zweiten Betätigungsrichtung finden die Kraftübertragungen in entsprechender Weise in umgekehrter Richtung von der äußeren Ringfläche des zweiten Kolbenendabschnitts bis hin zu der dem ersten Kolbenendabschnitt abgewandten Seitenwandung der ersten Ringnut und zuletzt der Kolbenstange statt.When used as intended, the fluid pressure acts on the outer ring surface of the first piston end section in a first actuation direction and thus causes an axial force in the direction of the second piston end section. Therefore, the first piston end section is pressed against the piston middle section and the latter against the second piston end section. As a result, the axial force is transmitted to the second piston end section. The second piston end section engages with the axial side wall of the second inner ring groove, which is open on one side, on the side wall of the second coupling ring facing the second piston end section and transmits the axial force to the coupling ring. This directs the power on his opposite side wall into the side wall of the second annular groove facing away from the second piston end section and thus transmits it to the piston rod. In the opposite second actuation direction, the force transmissions take place in a corresponding manner in the opposite direction from the outer ring surface of the second piston end section to the side wall of the first ring groove facing away from the first piston end section and finally the piston rod.

Die Kolbeneinheit weist insbesondere die nachfolgend beschriebenen Vorteile auf.The piston unit has in particular the advantages described below.

Ein erster Vorteil besteht darin, dass der Kolben auf der Kolbenstange vollständig formschlüssig festgelegt ist. Damit ist vorteilhaft eine Lockerung oder ein Lösen des Kolbens während des Betriebs zuverlässig ausgeschlossen.A first advantage is that the piston is completely positively attached to the piston rod. This advantageously reliably prevents the piston from loosening or loosening during operation.

Vorteilhaft sind bei der erfindungsgemäßen Lösung keine Vorspannkräfte vorhanden, die immer mit einer Reduktion der Betriebsbelastbarkeit verbunden wären.Advantageously, there are no prestressing forces in the solution according to the invention, which would always be associated with a reduction in the operational resilience.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Kolbenstange bei der Herstellung lediglich in geringem Maße einer spanenden Bearbeitung unterzogen werden muss. Es ist lediglich erforderlich, die Außenringnuten einzubringen. Dadurch werden Beschädigungen der Kolbenstange während der Bearbeitung vermieden und es wird eine hohe Rundlaufgenauigkeit ermöglicht.It is also advantageous that the piston rod only has to be subjected to a small amount of machining during manufacture. It is only necessary to insert the outer ring grooves. Damage to the piston rod during machining is avoided and high concentricity is made possible.

Ferner besteht ein besonderer Vorteil in der einfachen Montage. Die Montage ist vollständig werkzeuglos ausführbar. Ferner ist die erfindungsgemäße Kolbeneinheit unanfällig gegen Montagefehler, da sich die Bauteile durch ihre Geometrie praktisch nicht fehlerhaft montieren lassen. Vorteilhaft ist zudem, dass bei der Montage weder ein Spananfall noch eine sonstige Verschmutzung auftritt. Zudem ist die Kolbeneinheit sofort einsetzbar, da keine Aushärtezeiten - wie sie insbesondere bei Metallklebern vorliegen - zu beachten sind. Zudem besteht der Vorteil einer einfachen Demontage, so dass auch Reparaturen ausgeführt werden können.There is also a particular advantage in the simple assembly. The assembly can be carried out completely without tools. Furthermore, the piston unit according to the invention is not susceptible to assembly errors, since the geometry of the components means that the components cannot be installed incorrectly. It is also advantageous that neither chips nor any other contamination occur during assembly. In addition, the piston unit can be used immediately, since there are no curing times - as is the case with metal adhesives in particular. In addition, there is the advantage of simple disassembly, so that repairs can also be carried out.

Zudem ist es vorteilhaft möglich, eine gegen axiale Verschiebung in beiden Richtungen sichere Kopplung des Kolbens mit der Kolbenstange bereitzustellen. Dabei kann für besondere Anwendungsfälle mit einfachen Mitteln, konkret durch die Querschnittsdimensionierung des betreffenden Kopplungsrings und der ihm zugeordneten Radialnuten, eine Anpassung für in den beiden axialen Richtungen unterschiedlich hohe aufzunehmende Kraft erfolgen.In addition, it is advantageously possible to provide a coupling of the piston to the piston rod that is secure against axial displacement in both directions. For special applications, simple means, specifically through the cross-sectional dimensioning of the coupling ring in question and the radial grooves assigned to it, can be used to adapt the force to be absorbed to different extents in the two axial directions.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Kolbenmittelabschnitt eine Mehrzahl von Kolbenmittelabschnittskörpern auf.According to an advantageous development, the piston center section has a plurality of piston center section bodies.

Auch hier fungiert bevorzugt das funktionell ohnehin erforderliche Führungsband als Sperrelement, um eine radiale Positionsverschiebung der Kolbenmittelabschnittskörper zu verhindern.Here, too, the guide band, which is functionally required anyway, preferably functions as a blocking element in order to prevent a radial positional displacement of the piston middle section bodies.

Die Kolbenmittelabschnittskörper sind gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung als Kreissegmente ausgebildet. Bei einer Ausbildung der Kolbenmittelabschnittskörper als Kreissegmente ist ein vollständiges Umschließen der Kolbenstange möglich. Hierzu ist aus mehreren Kolbenmittelabschnittskörpern eine vollständige Ringscheibe zusammensetzbar.
Bei einer vollständigen Umschließung der Kolbenstange werden bei einem Betrieb des Kolbens die zwischen den Kolbenendabschnitten und den Kolbenmittelabschnittskörpern wirkenden Kräfte optimal verteilt und übertragen. Die mehrteilige Ausführung besitzt zudem den Vorteil einer erleichterten Montage der Kolbenmittelabschnittskörper.According to this advantageous development, the piston center section bodies are designed as circular segments. If the piston middle section body is designed as a circular segment, it is possible to completely enclose the piston rod. For this purpose, a complete ring disk can be assembled from several piston center section bodies.
When the piston rod is completely enclosed, the forces acting between the piston end sections and the piston middle section bodies are optimally distributed and transmitted during operation of the piston. The multi-part design also has the advantage of easier assembly of the piston middle section body.

Der Kolbenmittelabschnitt weist gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung einen Spannring auf, der die Kolbenmittelabschnittskörper umfasst und radial festlegt.According to a second advantageous development, the piston center section has a clamping ring which surrounds and fixes the piston center section bodies radially.

Der Spannring wird über den Kolbenmittelabschnittskörpern platziert und legt die radiale Position der Kolbenmittelabschnittskörper fest. Dadurch wird ein Verrücken oder Herausfallen der Kolbenmittelabschnittskörper vorteilhaft verhindert.The clamping ring is placed over the piston center section bodies and defines the radial position of the piston center section bodies. This advantageously prevents the piston middle section bodies from moving or falling out.

Der Spannring ist gemäß einer weiterführenden vorteilhaften Weiterbildung als Führungsring ausgebildet.
Ein Vorteil bei der Ausbildung des Spannrings als Führungsring besteht darin, dass ein Führungsring ohnehin vorhanden ist und somit kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Ferner ist es vorteilhaft, dass der Führungsring bestimmungsgemäß an einer Zylinderrohrinnenwandung anliegt und auf dieser gleitet und somit radial gestützt wird. Somit ist es ausgeschlossen, dass die Kolbenmittelabschnittskörper ihre durch den Führungsring radial festgelegte Position verändern.According to a further advantageous development, the clamping ring is designed as a guide ring.
An advantage in the design of the clamping ring as a guide ring is that a guide ring is present anyway and therefore no additional component is required. Furthermore, it is advantageous that the guide ring lies against a cylinder tube inner wall as intended and slides on it and is thus supported radially. It is therefore impossible for the piston middle section bodies to change their position radially defined by the guide ring.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind die Kolbenmittelabschnittskörper magnetisch ausgebildet.According to a further advantageous development, the piston middle section bodies are designed magnetically.

Durch eine magnetische Ausbildung der Kolbenmittelabschnittskörper richten sich diese beim Einsetzen in den Kolbenmittelabschnitt selbstständig aus. Während des Betriebes wird eine Lageveränderung verhindert oder die bestimmungsgemäße Position der Kolbenabschnittsmittelkörper selbsttätig immer wieder hergestellt.A magnetic design of the piston middle section bodies aligns them automatically when they are inserted into the piston middle section. A change in position is prevented during operation or the intended use Position of the piston section middle body automatically restored again and again.

Als besonderer Vorteil dieser Weiterbildung wird die Montage weiter vereinfacht. Die Curie-Temperatur der eingesetzten Magneten liegt dabei über den typischen Arbeitstemperaturen der Kolbeneinheit.As a particular advantage of this training, assembly is further simplified. The Curie temperature of the magnets used is above the typical working temperatures of the piston unit.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von

1 Explosionsansicht der Kolbeneinheit
1a Prinzipdarstellung einer 180 Grad Teilung
2 Seitenansicht der Kolbeneinheit
3 Schnittansicht der Kolbeneinheit zu 2
4 Detailansicht 3 mit Spannring und Dichtung

näher erläutert.The invention is used as an exemplary embodiment with reference to

1 Exploded view of the piston unit
1a Principle representation of a 180 degree division
2nd Side view of the piston unit
3rd Sectional view of the piston unit 2nd
4th Detailed view 3rd with clamping ring and seal

explained in more detail.

1 zeigt eine Explosionsansicht der Kolbeneinheit. 1 shows an exploded view of the piston unit.

Gemäß einer möglichen Montagereihenfolge werden zunächst der erste 4 und der zweite Kolbenendabschnitt 5 auf die Kolbenstange 1 geschoben. Hierzu wird die Kolbenstange 1 durch die axialen Bohrungen 9, 16 der Kolbenendabschnitte geführt.According to a possible assembly sequence, the first 4 and the second piston end section are first 5 on the piston rod 1 pushed. For this the piston rod 1 through the axial holes 9 , 16 of the piston end sections.

Die Kolbenstange 1 weist eine erste 7 und eine zweite Außenringnut 8 auf. Die Kolbenendabschnitte 4, 5 werden zur Montage bevorzugt in den Bereich zwischen den beiden Außenringnuten 7, 8 geschoben.
Der erste Kopplungsring 2 und der zweite Kopplungsring 3 sind jeweils zweiteilig ausgeführt.
Zur weiteren Montage wird beispielsweise der erste Kolbenendabschnitt 4 sowie in Richtung der zweiten Außenringnut 8 verschoben, dass die erste Außenringnut 7 freiliegt. Nun werden die beiden Teile des ersten Kopplungsrings 2 in die erste Außenringnut 7 eingesetzt und der ersten Kolbenendabschnitt 4 bis zum Anschlag an den ersten Kolbenring 2 herangeschoben.The piston rod 1 has a first 7 and a second outer ring groove 8th on. The piston end sections 4th , 5 are preferred for assembly in the area between the two outer ring grooves 7 , 8th pushed.
The first coupling ring 2nd and the second coupling ring 3rd are each made in two parts.
For further assembly, for example, the first piston end section 4th and in the direction of the second outer ring groove 8th shifted that the first outer ring groove 7 exposed. Now the two parts of the first coupling ring 2nd in the first outer ring groove 7 used and the first piston end section 4th to the first piston ring until it stops 2nd pushed up.

Die beiden Kolbenendabschnitte 4, 5 weisen die Innenringnuten 10, 12 auf. Die erste Innenringnut 10 des ersten Kolbenendabschnitts 4 übergreift in der Anschlagposition radial den ersten Kopplungsring 2, so dass dieser in der ersten Außenringnut 7 eingeschlossen ist und nicht mehr herausfallen kann. The two piston end sections 4th , 5 have the inner ring grooves 10 , 12th on. The first inner ring groove 10 of the first piston end section 4th radially overlaps the first coupling ring in the stop position 2nd so that it is in the first outer ring groove 7 is enclosed and can no longer fall out.

Nachfolgend wird der zweite Kobenendabschnitt 5 bis an den ersten Kolbenendabschnitt 4 herangeschoben, wodurch nun die zweite Außenringnut 8 freiliegt, so dass nun der zweiteilige zweite Kopplungsring 3 in die zweite Außenringnut 8 eingesetzt werden kann. Nun wird der zweite Kolbenendabschnitt 5 bis zum Anschlag an den zweiten Kopplungsring 2 herangeschoben, wodurch die zweite Innenringnut 12 des zweiten Kolbenendabschnitts 5 den zweiten Kopplungsring 3 radial übergreift, so dass der zweite Kopplungsring nicht mehr aus der zweiten Außenringnut 8 herausfallen kann.Below is the second butt end section 5 to the first piston end section 4th pushed, which now the second outer ring groove 8th is exposed, so that now the two-part second coupling ring 3rd in the second outer ring groove 8th can be used. Now the second piston end section 5 up to the stop on the second coupling ring 2nd pushed up, creating the second inner ring groove 12th of the second piston end section 5 the second coupling ring 3rd radially engages, so that the second coupling ring no longer from the second outer ring groove 8th can fall out.

Durch das axiale Verschieben des zweiten Kolbenendabschnitts 5 in Richtung des zweiten Kopplungsrings 3 unter Beibehaltung der axialen Position des ersten Kolbenendabschnitts 4 in seiner Anschlagposition an dem ersten Kopplungsring 2 liegt nun ein axialer Abstand zwischen den beiden Kolbenendabschnitten 4, 5 vor. Durch das Einsetzen der Kolbenmittelabschnittskörper 14 des Kolbenmittelabschnitts 6 in den Abstandsraum werden die beiden Kolbenendabschnitte 4, 5 in deren beschriebener Position fixiert und so beabstandet. Die axiale Breite der Kolbenmittelabschnittskörper 14 entspricht dabei der Breite des Abstands zwischen den Kolbenendabschnitten 4, 5.By axially displacing the second piston end section 5 towards the second coupling ring 3rd while maintaining the axial position of the first piston end portion 4th in its stop position on the first coupling ring 2nd there is now an axial distance between the two piston end sections 4th , 5 in front. By inserting the piston center section body 14 the piston middle section 6 the two piston end sections are in the space 4th , 5 fixed in their described position and so spaced. The axial width of the piston mid-section body 14 corresponds to the width of the distance between the piston end sections 4th , 5 .

Der in 1 noch nicht dargestellte Führungsring 15 (siehe 4) wird so auf dem Kolbenmittelabschnitt 6 in einer äußeren Radialnut (ohne Bezugszeichen) aufgesetzt, dass der die Kolbenmittelabschnittskörper 14 radial umschließt, so dass diese nicht mehr aus dem Abstandsraum herausfallen können. Nach einem Einsetzen der Kolbeneinheit in einen Arbeitszylinder (nicht dargestellt) wird der Führungsring 15 durch die innere Zylinderrohrwandung radial umschlossen, so dass alle Bauteile der Kolbeneinheit vollständig formschlüssig verbunden sind und in einer festen relativen Lagebeziehung zueinander stehen.The in 1 not yet shown guide ring 15 (please refer 4th ) is on the piston middle section 6 placed in an outer radial groove (without reference numerals) that the piston middle section body 14 radially encloses so that they can no longer fall out of the space. After inserting the piston unit in a working cylinder (not shown), the guide ring 15 radially enclosed by the inner cylinder tube wall, so that all components of the piston unit are completely positively connected and are in a fixed relative positional relationship to each other.

Nach erfolgter Montage ist der erste Kopplungsring 2 in dem aus erster Außenringnut 7 und erster Innenringnut 10 gebildeten ersten Ringnutenraum 11 (siehe 3 und 4) und der zweite Kopplungsring 3 in dem aus zweiter Außenringnut 8 und zweiter Innenringnut 12 gebildeten zweiten Ringnutenraum 13 (siehe 3 und 4) angeordnet.After assembly is the first coupling ring 2nd in the first outer ring groove 7 and first inner ring groove 10 formed first annular groove space 11 (please refer 3rd and 4th ) and the second coupling ring 3rd in the second outer ring groove 8th and second inner ring groove 12th formed second annular groove space 13 (please refer 3rd and 4th ) arranged.

Die Kopplungsringe 2, 3 und die Kolbenmittelabschnittskörper 14 weisen im Ausführungsbeispiel eine Teilung in einem Winkel α von 180 Grad auf, wie die Prinzipdarstellung der 1a am Beispiel eines Kolbenmittelabschnittskörpers 14 zeigt.The coupling rings 2nd , 3rd and the piston center section body 14 have a division at an angle α of 180 degrees in the exemplary embodiment, as the basic illustration of 1a using the example of a piston middle section body 14 shows.

2 zeigt die Seitenansicht der montierten Kolbeneinheit. Der erste und der zweite Kolbenendabschnitt 4, 5 werden zwischen dem ersten 2 und dem zweiten Kopplungsring 3 durch den Kolbenmittelabschnitt 6 auf der Kolbenstange 1 fixiert. 2nd shows the side view of the assembled piston unit. The first and second piston end sections 4th , 5 are between the first 2 and the second coupling ring 3rd through the piston center section 6 on the piston rod 1 fixed.

3 zeigt einen Schnitt A-A gemäß der Seitenansicht aus 2. In dieser Darstellung sind Positionen aller Komponenten in deren Montageendlage detaillierter gezeigt.
Die Kopplungsringe 2, 3 sind in den jeweiligen Ringnutenräumen 11, 13, welche jeweils durch Außenringnut 7, 8 und Innenringnut 10, 12 gebildet werden, angeordnet.
Die beiden Kolbenendabschnitte 4, 5 sind über die Kopplungsringe 2, 3 geschoben. Die beiden Kolbenendabschnitte 4, 5 werden durch die eingesetzten Kolbenmittelabschnittskörper 14 des Kolbenmittelabschnitts 6 in deren Position gehalten. 3rd shows a section AA according to the side view 2nd . In this illustration are Positions of all components in their final assembly position shown in more detail.
The coupling rings 2nd , 3rd are in the respective ring groove spaces 11 , 13 , each by an outer ring groove 7 , 8th and inner ring groove 10 , 12th are formed, arranged.
The two piston end sections 4th , 5 are over the coupling rings 2nd , 3rd pushed. The two piston end sections 4th , 5 are used by the piston middle section body 14 the piston middle section 6 held in their position.

4 zeigt eine Detailansicht von 3. Zusätzlich zur 3 sind hier ein Spannring, ausgebildet als Führungsring 15, eine Dichtung 16 und ein weiterer Führungsring 17 dargestellt. Die beiden Führungsringe 15, 17 liegen an den Innenwandungen eines nicht dargestellten Zylinderrohres an. Der Führungsring 15 umschließt die Kolbenmittelabschnittskörper 14 und hält diese so formschlüssig in ihrer Position.
Der zweite Kolbenendabschnitt 5 weist zur Aufnahme der Dichtung 16 eine entsprechende Nut auf. 4th shows a detailed view of 3rd . In addition to 3rd are a clamping ring, designed as a guide ring 15 , a seal 16 and another guide ring 17th shown. The two guide rings 15 , 17th rest on the inner walls of a cylinder tube, not shown. The guide ring 15 encloses the piston middle section body 14 and keeps them in their positive position.
The second piston end section 5 points to the seal 16 a corresponding groove.

BezugszeichenlisteReference list

11: KolbenstangePiston rod
22nd: erster Kopplungsringfirst coupling ring
33rd: zweiter Kopplungsringsecond coupling ring
44th: erster Kolbenendabschnittfirst piston end section
55: zweiter Kolbenendabschnittsecond piston end section
66: KolbenmittelabschnittPiston middle section
77: erste Außenringnutfirst outer ring groove
88th: zweite Außenringnutsecond outer ring groove
99: erste axiale Bohrungfirst axial bore
1010th: erste Innenringnutfirst inner ring groove
1111: erster Ringnutenraumfirst annular groove space
1212th: zweite Innenringnutsecond inner ring groove
1313: zweiter Ringnutenraumsecond annular groove space
1414: KolbenmittelabschnittskörperPiston mid-section body
1515: FührungsringGuide ring
1616: Dichtungpoetry
1717th: weiterer Führungsringanother guide ring
1818th: zweite axiale Bohrungsecond axial bore

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2016/0325778 A1 [0002]

Claims

Piston unit of a double-acting working piston, comprising a piston rod (1), a first (2) and a second coupling ring (3), a first piston end section (4), a second piston end section (5) and a piston middle section (6), the piston rod (1) having a first (7) and a second outer ring groove (8), wherein the first coupling ring (2) is arranged in the first outer ring groove (7), the second coupling ring (3) is arranged in the second outer ring groove (8) and the first (2) and second coupling ring (3) are of split design, The first piston end section (4) has a first axial bore (9), in which the piston rod (1) is received, and a first inner ring groove (10) which is open on one side, wherein the first outer ring groove (7) and the first inner ring groove (10) form a first ring groove space (11) in which the first coupling ring (2) is arranged, the first coupling ring (2) being radially enclosed by the first inner ring groove (10), and wherein the first piston end section (4) is axially positively fixed on one side by the first coupling ring (2) on the piston rod (1), The second piston end section (5) has a second axial bore (18), in which the piston rod (1) is received, and a second inner ring groove (12) that is open on one side, the second inner ring groove (12) being axially opposite to the first inner ring groove (10) on one side, wherein the second outer ring groove (8) and the second inner ring groove (12) form a second ring groove space (13) in which the second coupling ring (3) is arranged, the second coupling ring (3) being radially enclosed by the second inner ring groove (12), and wherein the second piston end section (5) is axially positively fixed on one side by the second coupling ring (3) on the piston rod (1) in a direction opposite to the first piston section (4), the central piston section (6) being arranged axially between the piston end sections (4, 5), wherein the piston middle section (6) has at least one piston middle section body (14) and the piston end sections (4, 5) are spaced apart.

Piston unit after Claim 1 , characterized in that the piston center section (6) has a plurality of piston center section bodies (14), the piston center section bodies (14) being designed as circular segments.

Piston unit after Claim 1 and 2nd , characterized in that the central piston section (6) has a clamping ring (15) which surrounds the central piston section body (14) and fixes it radially.

Piston unit according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping ring (15) is designed as a guide ring.

Piston unit according to one of the preceding claims, characterized in that the piston central portion body (14) are magnetically formed.