DE10333327B3

DE10333327B3 - Hydraulic cylinder for hydraulic system has bulges at specified outer spacing from axis of piston rod tube in pipeline inside piston rod

Info

Publication number: DE10333327B3
Application number: DE2003133327
Authority: DE
Inventors: Erwin Bär; Thomas Vilain
Original assignee: Anton Ruthmann & Co KG GmbH
Current assignee: RUTHMANN GMBH & CO. KG, 48712 GESCHER, DE
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2023-07-24

Abstract

The hydraulic cylinder has a cylinder tube (1) and a piston rod (3) consisting of a tube (4), through which a pipeline (6) leads to an oil cavity (7). The pipeline inside the piston rod has bulges (10) at an outer spacing (B) from the axis (A) of the piston rod tube corresponds to its internal radius, and which bulge in opposite directions.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikzylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a hydraulic cylinder according to the preamble of claim 1

Ein Hydraulikzylinder dieser Art ist aus dem Dokument DE 42 19 906 C2 bekannt. Bei dieser Ausführung ist ein Kolben im Zylinderrohr axial beweglich angeordnet und weist an seinem aus dem Zylinderrohr herausgeführten Ende Anschlußvorrichtungen für das Hydrauliköl auf. Um das Hydrauliköl durch den Kolben hindurch in den Ölraum einzuleiten, ist die Kolbenstange rohrförmig ausgeführt und weist eine innenliegende Rohrleitung auf. Die rohrförmige Kolbenstange und die durch sie hindurchgeführte Rohrleitung sind miteinander koaxial angeordnet. Einer Abstützung der Rohrleitung im Innern der Kolbenstange bedarf es bei der bekannten Ausführung nicht.A hydraulic cylinder of this kind is from the document DE 42 19 906 C2 known. In this embodiment, a piston in the cylinder tube is arranged axially movable and has at its end led out of the cylinder tube end connecting devices for the hydraulic oil. To initiate the hydraulic oil through the piston into the oil space, the piston rod is tubular and has an inner pipe. The tubular piston rod and the pipe passed therethrough are arranged coaxially with each other. A support of the pipe inside the piston rod is not required in the known design.

Es gibt Einsatzfälle für einen solchen Hydraulikzylinder in besonderer Bauart, bei denen die Kolbenstange an ihrem Fußende fixiert, wie fest eingespannt oder fest angelenkt ist und sich relativ zur Kolbenstange das Zylinderrohr bewegt. Derartige Hydraulikzylinder finden sich bei teleskopierbaren Systemen, wie dem telekospierbaren Mast einer Hubarbeitsbühne. Um außen am Zylinderrohr mitlaufende Hydraulikleitungen zu vermeiden, durch die hindurch zu dem zumindest einen Ölraum des Zylinderrohres das Hydrauliköl hindurchgeführt wird, bildet man die Kolbenstange als Rohr aus und führt durch das Kolbenstangenrohr eine Rohrleitung hindurch.It There are applications for one Such hydraulic cylinder in a special design in which the piston rod at the foot of her fixed, as firmly clamped or firmly hinged and relative moved to the piston rod, the cylinder tube. Such hydraulic cylinder can be found in telescopic systems, such as the telekospierbaren Mast of an aerial work platform. To the outside on the cylinder tube to avoid running hydraulic lines through the through to the at least one oil chamber of the cylinder tube the hydraulic oil passed is formed, forms the piston rod as a pipe and passes through the Piston rod tube through a pipe.

In bekannter Ausführung eines Hydraulikzylinders der vorgenannten Art ist die durch die Kolbenstange hindurchge führte Rohrleitung koaxial mit dem Kolbenstangenrohr angeordnet. Dementsprechend erstreckt sich die Rohrleitung in gerader Richtung und hat einen konstanten Abstand zur Innenwandung des Kolbenstangenrohres.In known design a hydraulic cylinder of the aforementioned type is by the Piston rod hindurchge led Piping arranged coaxially with the piston rod tube. Accordingly extends the pipeline is in a straight line and has a constant Distance to the inner wall of the piston rod tube.

Je nach dem Einsatzfall des Hydraulikzylinders müssen Vorkehrungen getroffen werden, um die koaxial durch das Kolbenstangenrohr hindurchgeführte Rohrleitung gegen die Einwirkung von Erschütterungen oder Verformungen, wie sie durch ein Durchhängen bedingt sind, abzustützen. Dies ist bei den erwähnten Teleskopmasten von fahrbaren, insbesondere von selbstfahrenden Hubarbeitsbühnen wichtig, weil die hier für den Aushub bzw. Einschub des Teleskopsystems vorgesehenen Hydraulikzylinder beim Fahrbetrieb parallel zur Fahrbahn, vornehmlich horizontal ausgerichtet sind. Bei den hierfür vorgesehenen Hydraulikzylindern, um die es bei der vorliegenden Erfindung in erster Linie geht, sieht man eine Zentrierung der Rohrleitung im Inneren des Kolbenstangenrohrs durch Distanzelemente vor, die auf der Außenseite der Rohrleitung angeordnet, insbesondere aufgeschweißt werden. In der Regel handelt es sich dabei um sternförmige Gebilde, wobei die Sternarme sich mit ihren Enden an der Innenwandung des Kolbenstangenrohrs abstützen. Aufgrund der Wärme beim Aufschweißen der Distanzelemente entstehen an der Rohrleitung Gefügeänderungen, und es ergeben sich im Übergangsbereich zu den Distanzelementen hin Kerbwirkungen, welche die Festigkeit der Rohrleitung beeinträchtigen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß von der Rohrleitung Drücke in der Größenordnung von 220 bar bewältigt werden müssen.ever after the application of the hydraulic cylinder precautions must be taken be around the coaxial through the piston rod tube passed against the effects of shocks or deformations as caused by sagging. This is at the mentioned Telescopic masts of mobile, especially self-propelled aerial work platforms important, because the here for the excavation or insertion of the telescope system provided hydraulic cylinder when driving parallel to the road, mainly aligned horizontally are. At the designated Hydraulic cylinders to which in the present invention in first line goes, you can see a centering of the pipeline in Inside the piston rod tube by spacers in front, on the outside arranged the pipeline, in particular welded. As a rule, these are star-shaped structures, with the star arms with their ends on the inner wall of the piston rod tube support. Because of the heat when welding the spacer elements arise at the pipeline structural changes, and it results in the transition area To the spacer elements notch effects, which the strength affecting the pipeline. It is important to take into account that of the pipeline pressures in of the order of magnitude managed by 220 bar Need to become.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Rohrleitung im Innern des Kolbenstangenrohres an dessen Innenwandung sich selbst ohne dazwischenliegende Distanzelemente abstützt.Of the Invention is the object of a hydraulic cylinder of to create the aforementioned type, the pipeline inside the piston rod tube on the inner wall itself without supported intermediate spacer elements.

Diese Aufgabe wird bei einem Hydraulikzylinder der genannten Art dadurch gelöst, daß die Rohrleitung im Inneren der Kolbenstange Ausbuchtungen aufweist, deren Außenabstand von der Achse des Kolbenstangenrohres dessen Innenradius entspricht und die in unterschiedlichen radialen Richtungen bezogen auf die Achse des Kolbenstangenrohres ausgebuchtet sind.These Task is characterized in a hydraulic cylinder of the type mentioned solved, that the pipeline inside the piston rod bulges whose outer distance from the axis of the piston rod tube whose inner radius corresponds and in different radial directions relative to the Axle of the piston rod tube are fully booked.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß die Ausbuchtungen der einstückigen Rohrleitung im Inneren der Kolbenstange an der Innenwandung des Kolbenstangenrohres anliegen, wobei in Umfangsrichtung dieser Innenwandung die Ausbuchtungen der Rohrleitung so verteilt angeordnet sind, daß die gesamte Rohrleitung im Kolbenstangenrohr in radialer Richtung spielfrei gehalten wird. Eine in verschiedenen radialen Richtungen gewundene Rohrleitung der erfindungsgemäßen Art läßt sich besonders einfach herstellen, indem auf einer Rohrbiegemaschine die für die Ausbuchtungen erforderlichen Abwinklungen angeformt werden, an deren Stelle sich jeweils ein Rohrbogen ergibt, an den wieder geradlinige Abschnitte des ursprünglich geraden Ausgangsrohres anschließen.For the invention is essential that the Bulges of the one-piece Piping inside the piston rod on the inner wall of the Abut piston rod tube, wherein in the circumferential direction of this inner wall the bulges of the pipeline are distributed so that the entire pipeline is kept free of play in the piston rod tube in the radial direction. A spiral wound in various radial directions the type of the invention let yourself Particularly easy to manufacture by on a pipe bending machine the for the bulges required bends are formed, in their place each results in a pipe bend, to the again rectilinear sections of the original connect straight output pipe.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.advantageous Design features of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawing of an embodiment even closer explained. Showing:

1 einen Längsschnitt durch einen Hydraulikzylinder mit einer erfindungsgemäßen Rohrleitung im Inneren des Kolbenstangenrohres, 1 a longitudinal section through a hydraulic cylinder with a pipe according to the invention in the interior of the piston rod tube,

2 einen Querschnitt durch den Zylinder entlang der Linie II-II in 1, 2 a cross section through the cylinder along the line II-II in 1 .

3 eine erste Ansicht der Rohrleitung des Zylinders nach den 1 und 2, 3 a first view of the pipeline of the cylinder after the 1 and 2 .

4 eine Stirnansicht der Rohrleitung gemäß 3, 4 an end view of the pipeline according to 3 .

5 eine zweite, um 90 Grad gedrehte Ansicht der Rohrleitung und 5 a second, 90 degree rotated view of the pipeline and

6 eine perspektivische Ansicht der Rohrleitung. 6 a perspective view of the pipeline.

Im einzelnen zeigt 1 ein Zylinderrohr 1, in welchem ein Kolben 2 angeordnet ist. Der Kolben sitzt am Ende einer Kolbenstange 3, die aus einem Rohr 4 besteht. Die Kolbenstange 3 weist ein fest eingespanntes Fußende 5 auf, dementsprechend verschiebt sich bei Ansteuerung des Hydraulikzylinders das Zylinderrohr 1 relativ zum Kolben 2 und zur Kolbenstange 3.In detail shows 1 a cylinder tube 1 in which a piston 2 is arranged. The piston sits at the end of a piston rod 3 coming from a pipe 4 consists. The piston rod 3 has a firmly clamped foot 5 on, accordingly displaces upon actuation of the hydraulic cylinder, the cylinder tube 1 relative to the piston 2 and to the piston rod 3 ,

Durch das Kolbenstangenrohr 4 ist eine Rohrleitung 6 hindurchgeführt, die in einen Ölraum 7 des Zylinderrohres 1 an der äußeren Stirnseite des Kolbens 2 mündet. Wird der Ölraum 7 mit Hydrauliköl beaufschlagt, fährt das Zylinderrohr 1 aus. Im Falle eines doppelt wirkenden Zylinders kann auch der Ringraum 8 an der Außenseite des Kolbenstangenrohres 4 beaufschlagt werden, hierzu wird das Hydrauliköl durch den Innenraum 9 des Kolbenstangenrohres 4 hindurchgeführt, durch den sich auch die Rohrleitung 6 erstreckt.Through the piston rod tube 4 is a pipeline 6 passed through into an oil room 7 of the cylinder tube 1 on the outer face of the piston 2 empties. Will the oil room 7 pressurized with hydraulic oil, drives the cylinder tube 1 out. In the case of a double-acting cylinder may also be the annulus 8th on the outside of the piston rod tube 4 be charged, this is the hydraulic oil through the interior 9 of the piston rod tube 4 passed through, through which also the pipeline 6 extends.

Wie die 1 und 2 erkennen lassen, ist die Rohrleitung 6 im Inneren des Kolbenstangenrohres 4 in dessen radialer Richtung mehrfach ausgebuchtet, wodurch solche Ausbuchtungen 10 der Rohrleitung 6 gebildet sind, die in ihren äußeren Bereichen, welche von der Achse A des Kolbenstangenrohres 4 abliegen, an der Innenwandung des Kolbenstangenrohres 4 anliegen und sich daran abstützen. Dies geschieht in wechselnden radialen Richtungen bezogen auf die Achse A des Kolbenstangenrohres 4, womit die Rohrleitung 6 zwar sich nicht in koaxialer Richtung durch das Kolbenstangenrohr 4 hindurch erstreckt, sich darin jedoch so zentriert, daß bei auf den Hydraulikzylinder einwirkenden Erschütterungen radiale Auslenkungen der Rohrleitung 6 unterbunden sind. Zwischen der Innenwandung 11 des Kolbenstangenrohres 4 und den äußeren Bereichen der Ausbuchtungen 10 der Rohrleitung 6 findet eine im wesentlichen linienförmige Berührung statt, und die sogenannte Amplitude der Rohrleitung 6, also der Abstand B zwischen dem Außenbereich jeder Ausbuchtung 10 und der Achse A des Kolbenstangenrohres 4 entspricht dem Innenradius des Kolbenstangenrohres 4.As the 1 and 2 to recognize, is the pipeline 6 inside the piston rod tube 4 bulged several times in the radial direction, whereby such bulges 10 the pipeline 6 are formed in their outer regions, which from the axis A of the piston rod tube 4 lie off, on the inner wall of the piston rod tube 4 abut and abut. This is done in changing radial directions with respect to the axis A of the piston rod tube 4 with which the pipeline 6 Although not in the coaxial direction through the piston rod tube 4 extends therethrough, but centered in it so that when acting on the hydraulic cylinder shocks radial deflections of the pipeline 6 are prevented. Between the inner wall 11 of the piston rod tube 4 and the outer areas of the bulges 10 the pipeline 6 there is a substantially linear contact, and the so-called amplitude of the pipeline 6 , ie the distance B between the outer area of each bulge 10 and the axis A of the piston rod tube 4 corresponds to the inner radius of the piston rod tube 4 ,

Die 3 bis 6 zeigen im einzelnen, wie die Ausbuch tungen 10 in die einstückige Rohrleitung 6 eingeformt sind. Es befindet sich jeweils eine der Ausbuchtungen 10 zwischen zwei gerade verlaufenden Abschnitten 12 der Rohrleitung 6, und diese geraden Abschnitte 12 liegen in der Einbaulage im Inneren der Kolbenstange koaxial mit dem Kolbenstangenrohr 4. Ausgehend von den geraden Abschnitten 12 beginnt jede Ausbuchtung 10 mit einer Abbiegung, einem Rohrbogen 13, an dem sich gerade verlaufender Rohrabschnitt 14 anschließt, dessen Achse beispielsweise einen Winkel von 60 Grad mit der Achse A der geraden Rohrabschnitte 12 einschließt. Mittels eines weiteren Rohrbogens 13 ist die Rohrleitung daran anschließend in einen parallel mit der Achse A sich erstreckenden Rohrabschnitt 15 zurückgebogen. Dieser gerade Rohrabschnitt 15 bildet mit derjenigen äußeren Mantellinie, die am weitesten von der Achse A abliegt, die Berührungslinie mit der Innenwandung 11 des Kolbenstangenrohres 4, wie in 1 dargestellt ist.The 3 to 6 show in detail how the book 10 in the one-piece pipe 6 are formed. There is one of the bulges 10 between two straight sections 12 the pipeline 6 , and these straight sections 12 lie in the installation position in the interior of the piston rod coaxial with the piston rod tube 4 , Starting from the straight sections 12 Every bulge begins 10 with a turn, a pipe bend 13 , on which straight pipe section 14 connects, whose axis, for example, an angle of 60 degrees with the axis A of the straight pipe sections 12 includes. By means of another pipe bend 13 the pipeline is then in a parallel to the axis A extending pipe section 15 bent back. This straight pipe section 15 forms the contact line with the inner wall with that outer surface line furthest from the axis A. 11 of the piston rod tube 4 , as in 1 is shown.

Über die gesamte Länge der Rohrleitung 6 gibt es vier solcher Ausbuchtungen 10, die bezogen auf die Achse A einen Winkelabstand von 90 Grad voneinander aufweisen. Im Bedarfsfall bei einer kürzeren Rohrleitung 6 kann auch eine geringere Anzahl der Ausbuchtungen 10 in Betracht kommen, es sollten jedoch mindestens drei in einem 120 Grad-Abstand sein, um die gewünschte Zentrierung der Rohrleitung 6 mit den koaxial sich erstreckenden geraden Rohrabschnitten 12 zu erzielen. Insgesamt gesehen hat damit die Rohrleitung 6 das Aussehen ähnlich einer Kurbelwelle, wobei die geraden Leitungsabschnitte 15 der gekröpften Ausbuchtungen 10 mit den Kurbelzapfen und die koaxialen geraden Abschnitte 12 der Rohrleitung 6 mit den Lagerzapfen vergleichbar sind. Vorteilhaft sind die Kröpfungen für die Ausbuchtungen 10 jeweils symmetrisch zu einer Radialebene ausgeführt, so daß an der Stelle der Abbiegungen oder Rohrbögen 13 ausgehend von einem geradlinig verlaufenden Ausgangsrohr immer die gleiche Abwinklung vorgesehen werden kann. Wichtig ist, daß an den beiden Enden der mehrfach gekröpften Rohrleitung 6 sich ebenfalls die geraden Rohrabschnitte 12 befinden, die koaxial an den Enden des Kolbenstangenrohres 4 angeordnet sind. So läßt sich die gekröpfte Rohrleitung 6 in gleicher Weise wie eine Rohrleitung anschließen, die aus einem geraden, koaxial gehaltenen Rohr besteht.Over the entire length of the pipeline 6 There are four such bulges 10 , which have an angle of 90 degrees with respect to the axis A from each other. If necessary with a shorter pipe 6 can also have a smaller number of bulges 10 However, it should be at least three at a 120 degree distance to the desired centering of the pipeline 6 with the coaxially extending straight pipe sections 12 to achieve. Overall, so did the pipeline 6 the appearance similar to a crankshaft, the straight line sections 15 the crooked bulges 10 with the crankpins and the coaxial straight sections 12 the pipeline 6 are comparable with the journals. Advantageous are the cranks for the bulges 10 each performed symmetrically to a radial plane, so that at the location of the bends or pipe bends 13 starting from a rectilinear output tube always the same bend can be provided. It is important that at the two ends of the multi-cranked pipeline 6 also the straight pipe sections 12 located coaxially at the ends of the piston rod tube 4 are arranged. This is how the cranked pipeline can be 6 connect in the same way as a pipeline consisting of a straight, coaxially held pipe.

Claims

Hydraulic cylinder with a cylinder tube ( 1 ) and one of a tube ( 4 ) existing piston rod ( 3 ), through which a pipeline ( 6 ) to the at least one oil room ( 7 ) in the cylinder tube ( 1 ) passed through, characterized in that the pipeline ( 6 ) inside the piston rod ( 3 ) Bulges ( 10 ) whose outer distance (B) from the axis (A) of the piston rod tube ( 4 ) whose inner radius corresponds and which in different radial directions with respect to the axis (A) of the piston rod tube ( 4 ) are fully booked.

Hydraulic cylinder according to claim 1, characterized in that in each case between two coaxial with the axis (A) of the piston rod tube ( 4 ) extending sections ( 12 ) of the pipeline ( 6 ) one of the bulges ( 10 ) is arranged.

Hydraulic cylinder according to claim 2, characterized in that each bulge ( 10 ) of the pipeline ( 6 ) by pipe bends ( 13 ) and intermediate straight pipe sections ( 14 . 15 ) is formed.

Hydraulic cylinder according to claim 3, characterized in that the one straight pipe sections ( 15 ) of the pipeline ( 6 ) axially parallel to the axis (A) of the piston rod tube ( 4 ).

Hydraulic cylinder according to one of claims 1-4, characterized in that the bulges ( 10 ) relative to the axis (A) of the piston rod tube ( 4 ) have equal angular distances from each other.

Hydraulic cylinder according to claim 5, characterized in that over the entire length of the pipeline ( 6 ) four of the bulges ( 10 ) are provided, which have an angular distance of 90 degrees from each other.