DE1267491B

DE1267491B - Kolben-Zylinder-Einheit mit einem exzentrisch oder quer belasteten Hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE1267491B
Application number: DE19671267491
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Johannes Ortheil
Original assignee: Langen and Co
Current assignee: Langen and Co
Priority date: 1967-01-31
Filing date: 1967-01-31
Publication date: 1968-05-02

Description

Kolben-Zylinder-Einheit mit einem exzentrisch oder quer belasteten Hydraulikzylinder Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem exzentrisch oder quer belasteten Hydraulikzylinder und einer Sicherung gegen relatives Verdrehen von Kolben und Zylinder.
Bekanntlich unterliegen in einem Zylinder die relativ zueinander bewegten Teile einem durch Reibung hervorgerufenen Verschleiß. Dieser Verschleiß ist verhältnismäßig gering, solange nur Kräfte in Achsrichtung wirken. Treten allerdings exzentrische oder insbesondere quer zur Achsrichtung verlaufende Kräfte auf, erhöht sich der Verschleiß in meist unzulässiger Weise. Obwohl man versucht, diese Kräfte auszuschalten, gibt es hin und wieder Anwendungsfälle, bei denen aus konstruktiven Gründen ein exzentrischer Kraftangriff nicht vermieden werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, auch in diesem Fall die Reibung auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß Kolbenstangenführung bzw. Kolben Reaktionsflächen aufweisen, die in ihrer Lage und Größe so ausgebildet sind, daß die bei Druckbeaufschlagung des Zylinders an diesen Reaktionsflächen entstehenden, im wesentlichen radial gerichteten resultierenden Kräfte ein Drehmoment hervorrufen, welches das von der exzentrischen Belastung bzw. von Querkräften hervorgerufene Moment vermindern. Zweckmäßigerweise werden die Reaktionsflächen so angeordnet, daß die Wirklinien der angreifenden Kraft und der resultierenden Druckkräfte in einer Ebene liegen.
Besonders günstig wirkt sich das Verfahren bei solchen Zylindern aus, deren Kolben um eine Mittellage schwingen, wie es beispielsweise bei hydropneumatischen Federungszylindern mit Niveauregulierung der Fall ist.
Durch die deutsche Patentschrift 919 679 ist allerdings schon ein Kolben mit Reaktionsflächen in Form vom am Kolbenumfang im Abstand von den Stirnflächen vorgesehenen Ausnehmungen bekanntgeworden. Es handelt sich jedoch hier um die hydraulische Zentrierung des Kolbens, so daß die Erfindung nicht nahegelegt wurde. Ebenso gibt die deutsche Patentschrift 847 387, in der ein waagerecht angeordneter Kolben zwecks Ausgleich des Kolbengewichtes mit Reaktionsflächen versehen ist, keinen Hinweis auf den Erfindungsgedanken.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert.
A b b. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel schematisch einen Kolbenstangenzylinder; A b b. 2 zeigt den Kolben dieses Kolbenstangenzylinders in einer anderen Ansicht; A b b. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.
In einer Bohrung 1 eines Zylinders 2 gleitet flüssigkeitsdicht ein Kolben 3, der mit einer Kolbenstange 4 verbunden ist. An einem am Zylinder 2 befestigten Hebel 5 greift eine Kraft P1 an. Die Zuführung von Druckflüssigkeit in den Zylinder 2 erfolgt über einen Anschluß 6. Kolbenraum 7 und Ringraum 8 stehen durch eine Bohrung 9 im Kolben 3 in Verbindung. Die Kolbenstange 4 ist in einer Bohrung 10 des Zylinders flüssigkeitsdicht geführt. Diese Bohrung 10 ist von der Deckelseite 11 des Zylinders 2 aus nicht überall gleich lang. über einen Bogen von 180° hat sie eine Länge L und über den anschließenden Bogen eine Länge 1, wobei L > l ist. Dadurch entsteht eine Reaktionsfläche R1 von der Größe (L - 4 - d, wobei d der Durchmesser der Kolbenstange 4 ist. Eine aus der Zylinderachse A -A und der Wirkungslinie der Kraft P1 gebildete Ebene teilt die Reaktionsfläche R1 symmetrisch, so daß auch die hier bei der Beaufschlagung mit Druckflüssigkeit entstehende resultierende Kraft in dieser Ebene liegt. Der Kolben 3 trägt an seinem Umfang auf der dem Ringraum 8 zugewandten Seite eine sich über einen Winkel von 180° erstreckende Aussparung 12 und auf der Kolbenseite 7 eine entsprechende Aussparung 13, wobei beide Aussparungen 12, 13 ebenfalls symmetrisch zu der durch die Achse A-A und die Kraft P1 gebildeten Ebene liegen. Bei einer Breite b der Aussparungen 12 ergibt sich eine Reaktionsfläche R2 von 2 bD, wobei D der Kolbendurchmesser ist.
In A b b. 3 ist mit 14 ein Zylinder bezeichnet, in dessen Bohrung 15 ein Kolben 16 flüssigkeitsdicht gleitet. Der Kolben 16 ist mit einer Kolbenstange 17 verbunden, die in einer Bohrung 18 des Zylinders 14 geführt ist. Eine Bohrung 19 im Kolben 16 verbindet den Ringraum 20 mit dem Kolbenraum 21. Durch einen Anschluß 22 wird Flüssigkeit in den Zylinder 14 geleitet. An einem fest mit dem Zylinder verbundenen Hebel 23 greift eine Kraft P1* an. Zur Erzeugung einer Reaktionsfläche R3 ist der Kolben 16 mit einer schräg zur Achse B-B und schräg zur Kolbenstirnfläche 24 liegenden Ringfläche versehen. Eine Reaktionsfläche R4 entsteht an der Kolbenstange 17 durch eine schräg zur Achse B-B verlaufende Stirnwand 25 des Ringraums 20.

Claims

Patentansprüche: 1. Kolben-Zylinder-Einheit mit einem exzentrisch oder quer belasteten Hydraulikzylinder und einer Sicherung gegen relatives Verdrehen von Kolben und Zylinder, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß Kolbenstangenführung bzw. Kolben (3,16) Reaktionsflächen (R1, R2, RS, R4) aufweisen, die in ihrer Lage und Größe so ausgebildet sind, daß die bei Druckbeaufschlagung des Zylinders (2, 14) ah diesen Reaktionsflächen (R1 bis R4) entstehenden, im wesentlichen radial gerichteten resultierenden Kräfte ein Drehmoment hervorrufen, welches das von der exzentrischen Belastung (P1, Pi*) bzw. von Querkräften hervorgerufene Moment vermindern.
2. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsflächen (R1 bis R4) so ausgerichtet sind, daß die Wirklinien der angreifenden Kraft (P1, Pl*) und der resultierenden Druckkräfte in einer Ebene liegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 847 387, 919 697.