DE1931051A1

DE1931051A1 - Hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung

Info

Publication number: DE1931051A1
Application number: DE19691931051
Authority: DE
Inventors: Lee Patrick P
Original assignee: Destech Labs Inc
Current assignee: Destech Labs Inc
Priority date: 1969-04-16
Filing date: 1969-06-19
Publication date: 1970-10-22
Also published as: US3528346A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 19. Juni 1969 Sch+^{Name d}·^Anm· Destech Labs, Inc.

Hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit hydraulischen Kolben-Zylinder-Antrieben, bei denen der Zylinder einen an einem Ende geschlossenen Mittelteil aufweist, während am anderen Ende· des Mittelteils ein Lager- oder Führungsteil angeordnet ist, in dem ein Kolben passend, jedoch verschieblich geführt ist. Am Mittelteil des Zylinders ist ein geeigneter Druckflüssigkeitseinlaß vorgesehen, der in die Zylinderkammer führt, um Druckflüssigkeit, in die Kammer einzuführen und dadurch den Kolben in axialer Richtung aus dem Zylinder herauszutreiben. Ein Anschlag am vorderen Ende des Kolbens begrenzt den Arbeitshub des Kolbens und verhütet, daß der Kolben ganz aus dem Zylinder herausgetrieben wird.

Bei Antrieben oder Betätigungsvorrichtungen dieser Art 1st es wichtig, ein Herstellungsverfahren zu schaffen, das die Herstellungskosten auf das Äußerste verringert; hierzu konstruiert man den Zylinder derart, daß seine verschiedenen Teile einstückig ausgebildet oder dauernd miteinander verbunden sind, so daß die Teile des Zylinders später nicht mehr auseinandergenommen werden können.

Man möchte jedoch andererseits den Kolben aus dem Zylinder herausnehmen können, so daß man ihn bei Bedarf ersetzen kann; dies hat zur Entwicklung von Mitteln geführt, um den Kolben und den Anschlag durch Handhabung durch den Druckflüssigkeitseinlaß hinduroh im Inneren des Zylinders voneinander trennen zu .können. Beispiele für derartige Konstruktionen findet man im USA-Patent 2 724 368 vom 22. 11.1955 und im USA-Patent 2 997 026 vom 22.August 196I.

D. 55/2 -1-

009843/1160

Bei der Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet man einen Anschlagring, der mehr oder weniger lose auf das Vorderende des Kolbens passend aufgesteckt ist, in Verbindung mit einem Halte&ift, der vor dem Anschlagring angeordnet ist und mit dem Druckflüssigkeitseinlaß zur Deckung gebracht werden kann, damit man den Haltestift durch diesen DruckflUsslgkeitseinlaß herausziehen und dadurch den Anschlagring vom Kolben trennen kann, um dann den Kolben aus dem Zylinder herauszuziehen. Zum Zusammensetzen dieser Teile geht man umgekehrt vor.

Der Hauptvorteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Anschlagring eine flache Stirnseite aufweist, die rechtwinklig zur Kolbenachse liegt und groß genug ist, um den Anschlagdruck bei ganz zurückgezogenem Kolben auf eine große Fläche zu verteilen; die " Schulter des Zylinders, gegen die der Anschlagring anschlägt, wird daher nicht so leicht verformt, beschädigt oder zerstört. Außerdem ist die Ausbildung der Schulter im Zylinder sehr leicht und.billig, insbesondere wenn diese Schulter von der Stirnfläche des Lageroder Führungsteils gebildet wird, der in den Zylindermittelteil" eingesteckt und mit diesem verschweißt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Stift eine abgeflachte Seite auf, so daß er dem Anschlagring eine Lastverteilende, erhebliche Fläche bietet und folglich die Beanspruchung des Anschlagringes verringert wird, um dessen Verformung zu vermeiden und die ganze Anordnung unversehrt zu halten.

Kurz zusammengefaßt ist Gegenstand der Erfindung eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung, bei der der Kolben aus dem Zylinder dadurch herausnehmbar ist, daß man einen Stift durch den Druckflüssigkeitseinlaß des Zylinders herauszieht. Der Stift greift vor einen Anschlagring, der auf dem Vorderende des Kolbens sitzt. Dieser Anschlagring kommt mit einer Anschlagschulter des Zylinders zum Eingriff und ist nach der Entfernung des Stiftes vom Kolben abziehbar, wobei der Stift lose in einer Querbohrung im Kolben sitzt.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines der Erläuterung und nicht der

^D55/2 009843/4 1GrO "²"

Abgrenzung des Erfindungsgedankens dienenden Ausführungsbeispiels, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Zylinder, in dem ein Kolben mit der erfindungsgemäßen Anschlaganordnung vorgesehen ist,

Pig. 2 ein Ende der Pig. 1, wobei hier die Art der Trennung der Teile voneinander dargestellt ist,

Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1 und

Fig. 4 eine Teildraufsicht auf das vordere Ende des Kolbens mit aufgeschobenem Anschlagring und eingesetztem Stift.

In Fig. 1 weist der Zylinder 10 einen Mittel- oder Hauptteil 12 auf, der aus einem auf dfe erforderliche Länge abgeschnittenen Rohrstück bestehen kann und mit dem durch Schweißungen 14 und 16 ein Verschlußteil 18 und ein Lager- oder Führungsteil 20 dauernd verbunden sind. Der Lager- oder Führungsteil 20 weist eine glatte Innenfläche 22 auf, in der der Kolben 24 geführt ist, während der Innendurchmesser des Mittelteils 12 etwas größer ist, so daß die Innenfläche 26 des Mittelteils eine Kammer 28 bildet, in die Druckflüssigkeit über einen Einlaßanschluß 30 eingeführt werden kann. Der Einlaßanschluß 30 kann gemäß der Darstellung ein Innengewinde aufweisen, mit dem man eine geeignete Druckflüssigkeitszufuhrleitung an die Anordnung anschließen kann. Man erkennt desgleichen ohneweiteres aus Fig. 1, daß die Wand des Zylindermittelteils 12 zur Schaffung einer Einlaßöffnung 32 durchbohrt ist, wobei diese Bohrung eine Stufe oder Schulter zur Aufnahme des Endes des Einlaßanschlusses 30 aufweist, der mit dem Zylindermittelteil 12 gemäß der Darstellung bei 34 verschweißt ist.

Der Lager- oder Führungsteil 20 ist an seinem vorderen Ende einfach abgeschnitten, um die Anschlagringschulter 36 zu bilden, und dieses vordere Ende des Lagerteils 20 greift in das Ende des Zylinderhauptteils 12 passend ein, so daß die beiden ineinandergesteckten Teile vor ihrer dauernden Befestigung aneinander gehalten werden. ^D 55/2 009843/1160 -3-

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Lagerteil 20 an seinem vorderen Ende einen Abschnitt kleineren Außendurchmessers auf, um die Teile 12 und 20 in axialer Richtung richtig zueinander festzulegen. "

Der Kolben hat auf dem größten Teil seiner Länge einen gleichmäßigen Durchmesser und gleitet mit diesem Teil im Lagerteil 20, wobei die Außenseite des Kolbens zur Erzielung bestmöglicher Verschleißeigenschaften gehärtet oder verchromt ist. Das vordere Ende 38 des Kolbens 24 weist einen Abschnitt kleineren Durchmessers auf, der zur Aufnahme des Anschlagringes 40 dientj dieser Anschlagring 40 hat eine flache Ringstirnfläche 42, die gegen die Anschlagschulter 36 anschlägt und den Arbeitshub des Kolbens begrenzt, so daß der Kolben normalerweise nicht aus dem Zylinder herausgezogen werden kann. Der Anschlagring 40 wird wiederum auf dem vorderen Ende 38 des Kolbens 24 von einem Stift 44 festgehalten, der herausnehmbar in einer Querbohrung 46 des Kolbens sitzt und gemäß der Darstellung vor den Anschlagring 40 greift. Der Anschlagring 40 kann ein einfacher Unterlegring sein, der eine ununterbrochene Anschlagringfläche bildet.

Der Stift 44 hat kleineren Durchmesser als die Einlaßöffnung 32 und paßt lose in die Bohrung 46, so daß, wenn der Zylinder gemäß der Darstellung in Fig. 2 gedreht wird, der Stift 44 mit der Einlaßöffnung zum Fluchten kommt, woraufhin der Stift durch die Einlaßöffnung herausfallen und der Kragen 40 sich vom Kolben 24 lösen kann. Es ist weder erforderlich, daß Kraft angewendet wird, noch muß ein Werkzeug durch die öffnung 32 eingeführt werden, um diese Trennung zu bewirken. Der Kolben kann dann aus dem Zylinder herausgezogen und repariert oder bei Bedarf ersetzt werden. Zur Erleichterung des Wiederaufschiebens des Anschlagringes 40 auf das Vorderende 38 des Kolbens kann dieses Vorderende des Kolbens gemäß der Darstellung bei 48 abgekantet sein. Der Stift 44 wird einfach wieder durch die öffnung 32 vor den auf das Vorderende 38 des Kolbens aufgeschobenen Anschlagring eingeschoben, um die Teile wieder miteinander zu verbinden. Anschließend wird der Kolben 24 gegenüber dem Zylinder 10 gedreht, so daß der Stift 44 nicht mehr mit der Einlaßöffnung 32 fluchtet.

^D 55/2 00 9843/1160 -^-

Durch die verhältnismäßig große Berührungsfläche zwischen dem Anschlagring 40 und der Schulter 36 wird der Anschlagdruck zwischen beiden Teilen äußerst gering und es wird ein punktförmiger Schlag zwischen diesen beiden Teilen vermieden, durch den das innere Ende des Lagerteils 20 verformt ader beschädigt werden könnte. Die Anschlagschulter 36 kann daher eine einfache, glatte Stirnfläche sein, die um ihre Vorderkante herum keine TQ.iefausbildung aufzuweisen braucht, um ein Hängenbleiben des Kolbens durch örtlich begrenzte Beschädigung der die Anschlagfläche bildenden Vorderseite zu verhüten. Diese Sache braucht daher keiner speziellen Bearbeitung unterzogen zu werden.

Der Stift 44 kann ein einfacher, zylindrischer Stift sein, der dann nur eine linienförmige Berührung mit dem Anschlagring 40 hat. Beim Ausfahren des Kolbens 24 und Anschlag des Anschlagringes 40 gegen die Anschlagschulter j56 zur Begrenzung des Arbeitshubes des Kolbens kommt der Anschlagring 40 mit dem Stift 44 in Eingriff und wird durch diesen beansprucht. Die Beanspruchung des Anschlagringes 4o ist auf einen Linieneingriff mit dem Stift 44 begrenzt, was zu einer Verformung des Anschlagringes 40 führen kann, wodurch wiederum die Berührungsfläche zwischen dem Anschlagring 40 und der Schulter 36 verkleinert-wird, so daß die ganze Anordnung Schaden nimmt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß der Stift 44 eine abgeflachte Seite aufweist, so daß eine mit dem Anschlagring in Eingriff kommende, lastverteilende Angriffsfläche 50 erheblicher Größe entsteht. Die abgeflachte Seite 50 liegt in einer Sehnenebene des in seiner Grundform zylindrischen Stiftes 44 und erstreckt sich vom einen zum anderen Ende des Stiftes. Zur Herstellung der abgeflachten Seite 50 kann von dem zylindrischen Rohmaterial, aus dem der Stift 44 hergestellt wird, Material abgetragen werden, wobei nur ein sehr kleiner Teil des Radiusses abgetragen wird, um eine flache Anschlagfläche erheblicher Größe zu bilden, ohne die Festigkeit des Stiftes weeentlich zu verringern. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die gegenüberliegenden Enden des Stiftes 44 flach und unter einem Winkel von etwa 45° abgekantet. Die flache Seite 50 ist dadurch hergestellt, daß das Material auf der Dicke der Abkantung abgetragen wurde, was deutlich ^D 55/2 009843/1160 -5- ·

aus Pig. 4 erkennbar ist. Selbstverständlich kann man auch einen
eine flache Seite aufweisenden Stab als Rohmaterial zur Herstellung des Stiftes verwenden.

Auf diese Weise wird die vom Stift 44 auf den Anschlagring 40 übertragene Kraft von der abgeflachten Seite 50 auf eine erhebliche
Fläche verteilt, so daß die pro Flächeneinheit auf den Anschlagring 40 wirkende Kraft geringer ist. Der Stift 44 bleibt frei gleitend
in der Querbohrung 46, er*kann sich jedoch nur um einen verhältnismäßig kleinen Winkel drehen, wobei diese Drehbewegung dadurch begrenzt ist, daß die beiden Seitenkanten der abgeflachten Fläche 50 gegen den Anschlagring 40 anstoßen; die Drehstellung des Stiftes 44 zum Anschlagring 40 derart, daß die abgeflachte Seite 50 gegen die Vorderseite des Anschiagringes 40 anliegt, wird auf diese Weise
beibehalten.

Die Erfindung schafft also eine einfache und dennoch wirkungsvolle Konstruktion. Der Anschlagring 40 wird durch ein Ende des ZyInders 10 eingeführt, bevor an diesem Ende des Zylinders 10 der betreffende Teil dauernd befestigt wird. Der im Zylinder befindliche Anschlagring ist reicht auf dem Kolben montierbar und von diesem abnehmbar. Nachdem die Teile des Zylinders dauernd miteinander verbunden worden sind, bleibt der Anschlagring 40 im Zylinder; dieser Anschlagring 40 ist derart bemessen und angeordnet, daß er nach
der Entfernung des Kolbens nicht ungewollt aus dem Zylinder fallen kann. Die Länge des Stiftes 44 ist kleiner als der lichte Durchmesser des Zylindermittelteils 12, der etwa gleich dem Außendurchmesser des Anschlagringes 40 ist. Der Stift 44 ist in der Querbohrung 46 frei schwimmend angeordnet, wobei die Innenseite 26 des Zylindermittelteils 12 den Stift 44, dessen Enden vor den Anschlagring 40 greifen, in der KoIbenquerbohrung 46 hält.

Patentansprüche

D 55/2 -6-

0 0 9843/1160

Claims

Dr. Ing. E. BERKENFELD · Dipl.-Ing. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen zur Eingabe vom ^. Juni 1969 Sch+ Name d. Anm. DeSteCh LabS, IjIC. Patentansprüche

1.J Hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem ZyEnter, dessen Mittelteil an einem Ende geschlossen ist und am anderen Ende einen Lagerteil aufweist, in dem der Kolben axial gleitend geführt ist, wobei an der Verbindungsstelle des Zylindermittelteils und des Lagerteils eine Anschlagringschulter vorgesehen ist und -der Zylindermittelteil eine seitliche öffnung aufweist, und mit einem Anschlag am Kolben,dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag am Kolben (24) aus einem um das Vorderende (38) des Kolbens abnehmbar angeordneten Ring (40) besteht, der gegen die Anschlagringschulter (56) anschlägt und die Anschlagkraft auf im wesentlichen die ganze Fläche der Anschlagringschulter verteilt, daß der Kolben (24) an seinem Vorderende (38) eine Querbohrung (46) aufweist und daß in dieser Querbohrung vor dem Ring (40) ein das Abgleiten des Ringes (40) vom Vorderende (38) des Kolbens (24) verhindernder Stift (44) angeordnet ist, dessen Durchmesser zur Herausnahme des Stiftes durch die seitliche öffnung im Zylindermittelteil kleiner als der Durchmesser dieser öffnung O^) ist.

2. KolbeH-Zyünder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagringschulter (36) von der Stirnfläche des in das hintere Ende des Zylindermittelteils (12) passend eingreifenden Vorderendes des Lagerteils (20) gebildet wird.

3· Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche öffnung (32) des Zylindermittelteils (12) der Druckflüssigkeitseinlaß ist.

D 55/2 -7-

009843/ 1 160

4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (44) locker passend in der Querbohrung (46) angeordnet ist und von der Wand (26) des Zylindermittelteils (12) in der Querbohrung gehalten wird.

5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (40) ehe gegen die Anschlagringschulter (36) anschlagende flache Ringfläche (42) aufweist und daß der Stift (44) eine abgeflachte Seite (50) aufweist, die eine flache Anschlagfläche rait dem Anschlagring (40) bildet, wobei der Stift (44), der Ring (40) und die Querbohrung (46) derart angeordr net und bemessen sind, daß der in der Querbohrung gleitend sitzende Stift sich mit seiner abgeflachten Seite (50) nicht vom Anschlagring (40) wegdrehen kann,

6. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderende (38) des Kolbens (24) im Vergleich zum Hauptteil des Kolbens einen kleineren Durchmesser hat, so daß der Anschlagring (40) zwischen der Schulter zwischen dem Vorderende (38) und dem Hauptteil des Kolbens und dem Stift (44) festliegt.

7· Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (40) nach Herausnahme des Stiftes (44) aus der Querbohrung (46) axial vom Vorderende (38) des Kolbens (24) heruntergleiten kann.

8. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der vorangehenden · Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (40) zum Anschlag des Stiftes (44) eine ununterbrochene, flache Ringstirnfläche aufweist.

9· Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (44) zur Anlage an den Anschlagring (40) eine flache Anschlagfläche (50) aufweist.

10. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (40) derart bemessen und angeordnet ist, daß .r nach Herausnahme des Kolbens (24) aus dem Zylinder (12) nicht ·1 <~oli dpg ^Μψξψ^Ι /<fQ)ßWivJurohpaßt. -8-

BAD ORIGINAL