DE1550732A1 - Cylinder and piston structure - Google Patents
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- F15B21/042—Controlling the temperature of the fluid
- F15B21/0423—Cooling
Description
W.2258I/66 4/HW.2258I / 66 4 / H
Dunlop Rubber Company Limited, Lohdon (England)Dunlop Rubber Company Limited, Lohdon (England)
Zylinder- und Kolbenaufbau.Cylinder and piston structure.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder- und Kolbenaufbau, insbesondere jedoch nicht ausschließlich auf hydraulisch betätigte Zylinder mit Kolben zum Bewegen von Steuerteilen in Düsenmaschinen.The invention relates, but not exclusively, to cylinder and piston assembly on hydraulically operated cylinders with pistons for moving control parts in jet engines.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Zylinder- und Kolbenaufbau zur Verwendung in einer Düsenmaschine bzw.. Staudruckmaschine zu schaffen, der durch die unter Druck stehende Brennstoffzufuhr zur Maschine betätigt werden kann, und welcher bei hohen Umgebungstemperaturen arbeiten kann. ..The object of the invention is to provide a cylinder and piston assembly for use in a jet machine and back pressure machine, respectively, through the under Pressurized fuel supply to the machine can be operated, and which work at high ambient temperatures can. ..
Gemäß der Erfindung weist ein durch ein Druckmittel betätigter Aufbau einen Zylinder und einen in dem Zylinder verschiebbaren Kolben auf, wobei der Zylinder einen Arbeitsmitteleinlaß und einen Arbeitsmittelauslaß aufweist, die so angeordnet sind, daß über wenigstens einen Teil des Zylinders ein kontinuierlicher Strom eines Arbeitsmittels auf- According to the invention, an operated by a pressure medium structure includes a cylinder and a slidable in the cylinder, wherein the cylinder has a working fluid inlet and a Arbeitsmittelauslaß which are arranged such that over at least part of the cylinder up a continuous flow of a working medium
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rechterhalten werden kann, und wobei dem Arbeitsmittelauslaß ein den Strom des Arbeitsmittels einengender Teil (Restriktor) zugeordnet ist, und die Ausbildung so getroffen ist,, daß' er den Strom eines Arbeitsmittels aus dem Zylinder heraus einengt und ferner die Ausführung so getroffen ist, daß der Kolben als Ergebnis des Vorhandenseins des Restriktors dem in dem Zylinder entwickelten Arbeitsmitteldruck ausgesetzt ist.can be obtained right, and wherein the Arbeitsmittelauslaß a part (restrictor) that constricts the flow of the working medium is assigned, and the training is made in this way is "that" it is the flow of a working medium out of the cylinder constricts out and also the design is made so that the piston as a result of the presence of the Restrictor the working medium pressure developed in the cylinder is exposed.
Vorzugsweise ist innerhalb des Zylinders ein axial festgelegtes Rohr angeordnet, und ein Ende des Rohres ist an einer Stirnwand des Zylinders befestigt, so daß das Rohr sich in axialer Richtung in eine in dem Kolben ausgebildete Leitung erstreckt, und wobei die Ausführung so ist, daß der kontinuierliche Ström eines Arbeitsmittels durch die Leitung und durch das Rohr hindurchgehen kann.Preferably, an axially fixed tube is disposed within the cylinder, and one end of the tube is attached to an end wall of the cylinder, so that the tube is in the axial direction in a formed in the piston Conduit extends, and wherein the embodiment is such that the continuous flow of a working fluid through the conduit and can pass through the pipe.
Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend beispielsweise in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Two embodiments of the invention are described below, for example, in connection with the drawing.
Fig. 1 ist ein axialer Schnitt eines durch ein Druck-Fig. 1 is an axial section of a pressure
mittel betätigten Zylinder- und Kolbenaufbaus gemäß der Erfindung.medium-actuated cylinder and piston assembly according to the invention.
Fig. 2 ist ein axialer Schnitt eines Teiles des durch Druckmittel betätigten Zylinder- und Kolbenaufbaus, der eine abgeänderte Leitungs- und Rohranordnung innerhalb der Kolbenstange aufweist, aber in anderer Beziehung dem Zylinder-Fig. 2 is an axial section of part of the through Pressure medium actuated cylinder and piston structure, which has a modified line and Has tube arrangement within the piston rod, but in a different relationship to the cylinder
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und Kolbenaufbau der Fig. 1 entspricht.and piston structure corresponds to FIG.
Fig. 3 ist eine radiale Querschnittsansicht nach Linie III-III der Fig. 2.FIG. 3 is a radial cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2.
Fig. 4 ist eine radiale Querschnittsansicht nach Linie IV-IV der Fig. 2.FIG. 4 is a radial cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält ein doppelt wirkender Zylinder- und Kolbenaufbau 1, der durch einen unter hohem Druck stehenden, zu einer Düsenmaschine zuzuführenden Brennstoff betätigt werden kann, einen Zylinder 2 aus rostfreiem Stahl, der an seinem inneren Ende durch eine Stirnwand 3> in. axialer Richtung abgeschlossen ist.As shown in Fig. 1, includes a double acting cylinder and piston assembly 1, which is through a under high pressure to be fed to a jet machine Fuel can be actuated by a stainless steel cylinder 2 attached to its inner end Completed by an end wall 3> in. The axial direction is.
Ein Kolben 4, der Kolbenringe 5 aufweist, ist innerhalb des Zylinders 2 verschiebbar angeordnet, und eine Kolbenstange 6 ist mit dem Kolben 4· fest verbunden und erstreckt sieh axial durch das äußere Ende des Zylinders 2 in arbeitsmitteldichtem Eingriff mit einer Abdichtung 7.A piston 4 having piston rings 5 is inside of the cylinder 2 is arranged displaceably, and a piston rod 6 is fixedly connected to the piston 4 and extends look axially through the outer end of cylinder 2 in working fluid tight Engagement with a seal 7.
Die Abdichtung 7 selbst bildet keinen Teil der Erfindung, wird Jedoch nachstehend kurz erläutert. Die Kolbenstange 6 ist durch ein Paar axial im Abstand angeordneter Lagerbuchsen 8 aus Kohlenstoff, aus rostfreien Stahl bestehenden lippenartigen Abdichtringen 9 axial verschiebbar, die zwischen den Kohlenstoff-Buchsen 8 vorgesehen sind, und ein Rohr Io ist mit einem Raum zwischen den Abdichtringen 9 verbunden, um irgendwelches Arbeitsmittel abziehen zu lassen, welches längs des ersten Abdiehtringes 9 entweicht.The seal 7 itself does not form part of the invention, however, is briefly explained below. The piston rod 6 is axially spaced by a pair Bearing bushes 8 made of carbon, made of stainless steel lip-like sealing rings 9 axially displaceable, which are provided between the carbon sockets 8, and a pipe Io is connected to a space between the sealing rings 9 in order to draw off any working fluid let, which escapes along the first Abdiehtringes 9.
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Um ein .Übererwärmen des Arbeitsmittels zu verhindern, ist der Zylinder- und Kolbenaufbau 1 so ausgebildet, daß er einen kontinuierlichen Fluß eines Arbeitsmittels durch den Zylinder 2 hindurch unabhängig von der Lage des in Ihm befindlichen Kolbens 4 gestattet. Diese Ausführung ist wie folgt ausgebildet.To prevent overheating of the work equipment, the cylinder and piston assembly 1 is designed so that it has a continuous flow of a working medium through the cylinder 2 through regardless of the position of the piston 4 located in it. This execution is like follows trained.
Der Kolben 4 und die Kolbenstange 6 sind von dem Ende nahe der Stirnwand 3 durchbohrt, um eine Leitung 11 zu bilden, die sich über den größeren Teil der Länge der Kolben^ stange 6 erstreckt. Ein Rohr 12 ist gleichachsig innerhalb der Leitung 11 angeordnet, und das Rohr 12 ist axial in einer festgelegten Stellung an der Stirnwand 5 des Zylinders 2 befestigt.The piston 4 and the piston rod 6 are pierced from the end near the end wall 3 to form a conduit 11, which extends over the greater part of the length of the piston rod 6. A tube 12 is equiaxed within the line 11, and the tube 12 is axially in a fixed position on the end wall 5 of the cylinder 2 attached.
Das Rohr 12 ist innerhalb der verschiebbaren Leitung 11 durch eine Ringscheibe 15 geführt und abgestützt und erstreckt sich in der eingezogenen Stellung des Zylinder- und Kolbenaufbaus etwa bis zum Ende der Leitung 11. Die Ringscheibe 15 befindet sich auf dem Rohr 12 nahe seinem freien Ende in axial festgelegter Lage und ist innerhalb der Leitung 11 relativ verschiebbar. In der Scheibe 13 sind Löcher oder öffnungen 14 ausgebildet.The tube 12 is guided and supported and extends within the displaceable line 11 by an annular disk 15 in the retracted position of the cylinder and piston assembly approximately to the end of the line 11. The washer 15 is located on the tube 12 near its free end in an axially fixed position and is within the line 11 relatively movable. There are holes in the disc 13 or openings 14 are formed.
Das Rohr 12, das an der Stirnwand 2 des Zylinders 2 befestigt ist, steht mit einer in ihr ausgebildeten Bohrung 15 in Verbindung, und diese Bohrung 15 führt zu einer den Arbeitsmittelstrom einengenden Vorrichtung (Restriktor) 16, welche mit einem Arbeitsmittelauslaß 24 verbunden ist.The tube 12, which is attached to the end wall 2 of the cylinder 2, has a bore formed in it 15 in connection, and this hole 15 leads to a device which restricts the flow of working medium (restrictor) 16, which is connected to a working medium outlet 24.
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Die axial innenliegende Seite des Kolbens 4 ist mit einem Arbeitsmitteleinlaß 18 in der Form einer Bohrung durch die Stirnwand J5 des Zylinders 2 zum Anschluß an eine unter hohem Druck stehende Arbeitsmittelquelle verbunden, und der Einlaß 18 steht auf diese Weise mit der in dem Kolben 4 und der Kolbenstange 6 ausgebildeten Leitung 11 in Verbindung. Weiterhin ist ein zweiter Arbeitsmitteleinlaß 19 in · der Stirnwand 5 des Zylinders 2 ausgebildet. Der zweite Arbeitsmitteleinlaß 19 steht mit einem äußeren Rohr 2o in Verbindung, das zu einem axial außenliegenden Teil des Zylinders 2 in der Form einer ringförmigen Kühlkammer 21 führt, die nahe dem axial außenliegenden Ende des Zylinders 2 angeordnet ist, und in der Kammer 21 sind öffnungen 17 ausgebildet, welche sie mit der axial außenliegenden Seite des Kolbens 4 verbinden. ! .The axially inner side of the piston 4 is connected to a working medium inlet 18 in the form of a bore through the end wall J5 of the cylinder 2 for connection to a high pressure working medium source, and the inlet 18 is in this way with that in the piston 4 and 4 the piston rod 6 formed line 11 in connection. Furthermore, a second working medium inlet 19 is formed in the end wall 5 of the cylinder 2. The second working medium inlet 19 communicates with an outer pipe 2o which leads to an axially outer part of the cylinder 2 in the form of an annular cooling chamber 21, which is arranged near the axially outer end of the cylinder 2, and in the chamber 21 are openings 17, which they connect to the axially outer side of the piston 4. ! .
Ein zweites äußeres Rohr 22 ist mit der Kühlkammer 21 an einer Stelle diametral gegenüber der Verbindung mit dem Rohr 2o verbunden, und dieses zweite Rohr 22 führt zu einem „. zweiten, den Strom des Arbeitsmitteis einengenden-Teil bzw. Restriktor 2J>, der nahe dem ersten, den Strom des Arbeitsmittels einengenden Teil bzw. Restriktor 16 in der Stirnwand 3 angeordnet ist, "A second outer tube 22 is connected to the cooling chamber 21 at a point diametrically opposite the connection with the tube 2o, and this second tube 22 leads to a ". the second part or restrictor 2J> restricting the flow of the working medium, which is arranged in the end wall 3 near the first part or restrictor 16 which restricts the flow of the working medium, "
Wenn dem Einlaß 18 ein Arbeitsmittel zugeführt wird, wandert ein kontinuierlicher Strom des Arbeitsmittels aus dem Einlaß 18 zu der axial innenliegenden Seite des Kolbens 4 durch die Leitung 11, die öffnungen 14 und in dasWhen a working medium is fed to inlet 18, a continuous flow of the working medium migrates from the inlet 18 to the axially inner side of the piston 4 through the line 11, the openings 14 and into the
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Rohr 12, von wo es zu dem Arbeitsmifctelstrom-Restriktor l6 und dem Arbeitsmittelauslaß 24 wandert, wodurch die axial innenliegende Seite des Kolbens 4 einem in dem Zylinder 2 als Ergebnis des Vorhandenseins des Restriktors l6 entwickelten Arbeitsmitteldruck ausgesetzt wird.Tube 12 from where it goes to the working flow restrictor 16 and the working medium outlet 24 migrates, whereby the axially inner side of the piston 4 one in the cylinder 2 is exposed to working fluid pressure developed as a result of the presence of the restrictor 16.
Wenn ein Arbeitsmittel in den Einlaß 19 eingelassen wird, wandert ein kontinuierlicher Arbeitsmittelstrom aus dem Einlaß 19 durch das äußere Rohr 2o, die Kühlkammer und das äußere Rohr 22 zu dem Arbeitsmittelstrom-Restriktor 23 und dem Arbeitsmittelauslaß 24, wobei die axial außenliegende Seite des Kolbens 4 auf diese Weise dem Arbeitsmitteldruck unterworfen wird, der als Ergebnis des Vorhandenseins des Arbeitsmittelstrom-Restriktor 23 entwickelt wurde.When a working medium is admitted into the inlet 19, a continuous flow of working medium migrates out the inlet 19 through the outer tube 20, the cooling chamber and the outer tube 22 to the working medium flow restrictor 23 and the working medium outlet 24, the axial outer side of the piston 4 in this way the working medium pressure which develops as a result of the presence of the working fluid flow restrictor 23 became.
Die Anordnung von zwei kontinuierlichen Strömen des Arbeitsmittels durch den Zylinder 2 gemäß vorstehender Beschreibung vermeidet ein Übererwärmen des Arbeitsmittels und der Kolbenstange 6 des Zylinder- und Kolbenaufbaus. Um weiterhin das Kühlen der Kolbenstange 6 und des Zylinder- und Kolbenaufbaus gemäß vorstehender Beschreibung zu verbessern, kann ein zweites und axial bewegbares Rohr innerhalb der Leitung 11 vorgesehen sein. Ein Teil einer zweiten Ausfünrungsform der Erfindung ist in den Figuren 2 bis 4 der Zeichnung dargestellt, wobei die anderen Merkmale des Aufbaus im wesentlichen die gleichen wie die oben beschriebenen sind.The arrangement of two continuous flows of the working medium through the cylinder 2 as described above avoids overheating of the working fluid and the piston rod 6 of the cylinder and piston assembly. To continue the cooling of the piston rod 6 and the cylinder and piston assembly as described above To improve, a second and axially movable tube can be provided within the line 11. A part a second embodiment of the invention is in the Figures 2 to 4 of the drawing, the other structural features being substantially the same are like those described above.
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Innerhalb der Leitung 11 des Kolbens 4 und der Kolbenstange 6 ist ein zweites Rohr 25 angeordnet, das sich gleichachsig zu ihnen von der Innenseite des Kolbens 4 etwa bis zum Ende der Leitung 11 erstreckt. Das zweite Rohr 25 ist mit dem Kolben 4 und der Kolbenstange 6 in axialer Richtung bewegbar, und an seinem dem abgeschlossenen Ende der Leitung 11 benachbarten Ende ist das zweite Rohr 25 an der Kolbenstange 6 durch Tragteile 26 festgelegt. Das andere Ende des zweiten Rohres 25 ist zu einem axialen Flansch 27 geformt, in. welchem eine Reihe von Öffnungen 28 ausgebildet ist, um den Durchgang durch den Arbeitsmittelflansch 27 zu ermöglichen. Der radial außenliegende Teil des Flansches 27 ist an der axial innenliegenden Seite des Kolbens 4 befestigt.Within the line 11 of the piston 4 and the piston rod 6, a second tube 25 is arranged, which is equiaxed extends to them from the inside of the piston 4 approximately to the end of the line 11. The second tube 25 is movable with the piston 4 and the piston rod 6 in the axial direction, and at its the closed end of the line 11 adjacent end, the second tube 25 is fixed to the piston rod 6 by supporting parts 26. The other end of the second tube 25 is formed into an axial flange 27, in which a series of openings 28 are formed to allow passage through the working medium flange 27. The radially outer part of the flange 27 is on attached to the axially inner side of the piston 4.
Das freie Ende des axial festgelegten Rohres 12 ist innerhalb des zweiten Rohres 25 durch eine Ringabdichtung 29 verschiebbar abgestützt, die an dem freien Ende des Rohres 12 angeordnet und an ihm befestigt ist, und die Abdichtung 29 steht in arbeitsmitteldichtem Eingriff sowohl mit dem axial festgelegten Rohr 12 als auch mit der Innenwand des zweiten Rohres 25.The free end of the axially fixed tube 12 is inside the second tube 25 by an annular seal 29 slidably supported, which is arranged at the free end of the tube 12 and attached to it, and the seal 29 is in working fluid-tight engagement both with the axially fixed tube 12 and with the inner wall of the second pipe 25.
Der Weg, den das durch den Kolben- und Kolbenstangenaufbau hindurchgehende Arbeitsmittel gemäß vorstehender Beschreibung verfolgt, ist der folgende und ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet. Bei Erreichen der axial innenliegenden Seite des Kolbens 4 wandert das Arbeitsmittel durch die in dem Flansch 27 ausgebildeten Öffnungen 28, zwischen der KoI-The way this goes through the piston and piston rod assembly Continuous work equipment traced as described above, is the following and is in Fig. 2 through Arrows indicated. Upon reaching the axially inner side of the piston 4, the working medium migrates through the in the flange 27 formed openings 28, between the KoI-
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benstange 6 und dem zweiten Rohr 25 gegen das Ende der Leitung 11, zwischen den Tragteilen 26 in das offene Ende des zweiten Rohres 25 und von dort axial zu dem festgelegten Rohr 12. Diese Ausführung gewährleistet, daß das Arbeitsmittel kontinuierlich über im wesentlichen die gesamte Länge der Kolbenstange 6 unabhängig von der Stellung des Kolbens 4 innerhalb des Zylinders 2 wandert und damit das Entstehen eines großen Volumens stagnierenden Arbeitsmittels zwischen der Scheibe 14 (Fig. 1) und dem Ende der Leitung 11 verhindert, wenn der Kolben- und ZyIInderaufbau sich in ausgestrecktem Zustand befindet.rod 6 and the second tube 25 towards the end of the Line 11, between the support parts 26 in the open end of the second tube 25 and from there axially to the fixed Tube 12. This design ensures that the working fluid is continuous over essentially the entire Length of the piston rod 6 regardless of the position of the piston 4 within the cylinder 2 migrates and thus the emergence of a large volume of stagnant working fluid between the disc 14 (Fig. 1) and the end of the Line 11 prevents the piston and cylinder assembly is in the extended state.
Ein nicht dargestellter Ventilmechanismus ist vorgesehen, um das Ausmaß des Arbeitsmittelstromes durch jede der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zu steuern. Wenn der Kolben 4 zurückgezogen ist, setzt der hindurchgehende Strom des Arbeitsmittels sich mit verminderter Geschwindigkeit durch den Kolben- und Zylinderaufbau fort, um zwischen gegenüberliegenden Seiten des Kolbens eine ausreichend große Druckdifferenz zu schaffen, um den Kolben in der zurückgezogenen Lage zu halten. Der Umlauf des Arbeitsmittels durch die Kühlkammer 21 unterstützt das Abkühlen des Zylinder- und Kolbenaufbaus, und zwar sowohl in der ausgestreckten als auch in der eingezogenen Lage des Aufbaus, wobei die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die Strömungsmenge an jeder Seite des Kolbens durch den zugeordneten Ventilmechanismus steuerbar ist, soA valve mechanism, not shown, is provided to the extent of the flow of working medium through each of the embodiments of the invention described above. When the piston 4 is withdrawn, the The continuous flow of the working medium passes through the piston and cylinder structure at a reduced speed continue to create a sufficiently large pressure difference between opposite sides of the piston, to keep the piston in the retracted position. The circulation of the working medium through the cooling chamber 21 is supported the cooling of the cylinder and piston assembly, both in the extended and in the retracted Location of the structure, with the flow velocity or the flow rate on each side of the piston can be controlled by the associated valve mechanism, see above
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daß die als Ergebnis des Vorhandenseins der Arbeitsmittel-Restrikrtoren erzeugten Drucke des Arbeitsmittels den Kolben- und ZyIInderaufbau auseinanderziehen und zusammenziehen. that as a result of the presence of the work equipment restrictors The pressures generated by the working medium pull apart and contract the piston and cylinder assembly.
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