DE202009004608U1

DE202009004608U1 - Hydraulikflachzylinder mit verschwenkbarem Kolben und Rückstellvorrichtung

Info

Publication number: DE202009004608U1
Application number: DE200920004608
Authority: DE
Original assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Current assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2019-04-04
Also published as: WO2010112121A1

Abstract

Hydraulikzylinder kurzer Bauart,
bei dem mindestens eine elastische Dichtung (3, 4) beim Arbeiten des Hydraulikzylinders den Ringspalt (R) zwischen Kolben (6) und Zylinder (5) abdichtet und
bei dem der Kolben (6) als Hohlkolben ausgeführt ist,
wobei ein zylindrischer Führungszapfen (7) im Zylinder (5) angebracht ist und in die Aushöhlung des Hohlkolbens (6) eingreift und
wobei der Führungszapfen (7) mit mindestens einer Führungsfläche (8) versehen ist, auf welcher der Hohlkolben (7) mit einer korrespondierenden Führungsfläche (9) geführt ist, so dass für die Abdichtung und die Führungsfunktion jeweils getrennte Gleitflächen vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der mindestens einen Führungsfläche (8) des Führungszapfens (7) und der korrespondierenden Führungsfläche (9) des Hohlkolbens (6) mindestens ein Arbeitsraum (12) ausgebildet ist, der mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist und bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel den Hohlkolben (6) in den Zylinder (5) presst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder kurzer Bauart, bei dem mindestens eine elastische Dichtung beim Arbeiten des Zylinders den Ringspalt zwischen Kolben und Zylinder abdichtet und bei dem der Kolben als Hohlkolben ausgeführt ist, wobei ein zylindrischer Führungszapfen im Zylinder angebracht ist und in die Aushöhlung des Hohlkolbens eingreift und wobei der Führungszapfen mit mindestens einer Führungsfläche versehen ist, auf welcher der Hohlkolben mit einer korrespondierenden Führungsfläche geführt ist, so dass für die Abdichtung und die Führungsfunktion jeweils getrennte Gleitflächen vorgesehen sind.
Hydraulikzylinder werden üblicherweise mit im Verhältnis zu Hub und Durchmesser langen Führungen des Kolbens ausgeführt. Bei extrem kurzen Hydraulikzylindern bzw. großen Zylinderdurchmessern sind Führungen für den Kolben schwierig zu realisieren. Aufgrund der im Verhältnis zum Hydraulikzylinder durchmesser kurzen Stützweite neigen Kolben in solchen Hydraulikzylindern zum Verkanten. Die Flächenpressung an den Führungsflächen, die üblicherweise gleichzeitig Dichtflächen sind, ist sehr hoch und es kommt zu metallischen Berührungen, wobei insbesondere bei zusätzlichem Auftreten von Staub und Schmutz der Umgebung Führungs- und Dichtflächen beschädigt werden. Insbesondere die Dichtfunktion wird dadurch beeinträchtigt, weil die Dichtungen Schaden nehmen können. Des Weiteren ist der Einsatz solcher Hydraulikzylinder in dauerhafter horizontaler Ausrichtung problematisch, weil der schwere Kolben innerhalb des geringen Spiels in dem Hydraulikzylinder ausschließlich durch den zuunterst liegenden Teil der Dichtung gehalten wird, wobei die Dichtung dauerhaft Schaden nimmt.
Aus der DE 38 20 373 ist ein Flachzylinder bekannt, in welchem die Dichtungsfunktion und die Führungsfunktion voneinander getrennt sind. Dabei liegt der mit Druckmittel beaufschlagbare Raum zwischen der äußeren Fläche des Kolbens und der korrespondierenden Innenfläche des Zylinders, wobei dieser Raum durch Dichtungen in der Zylinderwand abgedichtet ist, die den Kolben berührt. Dabei ist der Kolben reibschlüssig mit der Dichtung verbunden. Die Führungsfunktion übernimmt ein Führungszapfen, der im den als Hohlkolben ausgebildeten Kolben eingreift und verhindert, dass die empfindliche Flächen, an denen die Dichtungen des Druckmittelraumes reiben, sich nicht einander berühren.
Nachteilig an diesem Zylinder ist aber, dass auch dieser nur in vertikaler Position einsetzbar ist, weil der Kolben keine Rückholfunktion aufweist. In vertikaler Position senkt sich der Kolben durch die eigene Schwerkraft in den Zylinder, wobei ein geöffnetes Ventil das Druckmittel aus dem mit Druckmittel beaufschlagbaren Arbeitsraum herauslässt. Wird nämlich dieser Hydraulikzylinder in horizontaler Position eingesetzt, so bedarf es einer äußeren Kraft, den Kolben in den Zylinder einzufahren.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Hydraulikzylinder mit getrennter Führung und Dichtung so weiterzubilden, dass dieser eine Rückholfunktion aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen der mindestens einen Führungsfläche des Führungszapfens und der korrespondierenden Führungsfläche des Hohlkolbens mindestens ein Arbeitsraum ausgebildet ist, der mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist und bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel den Hohlkolben in den Zylinder presst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung werden die Gleitflächen der Führung im Inneren des Zylinders angeordnet, wobei der kleinere Durchmesser des Führungszylinders wieder in einem günstigen Verhältnis zur Führungslänge steht. Damit ist eine genaue spielarme Führung möglich, um Möglichkeiten des Kolbens zu verkanten, zu minimieren. Um den Einsatz in horizontaler Lage zu ermöglichen, in welcher der Kolben in den Zylinder einfahrbar ausgestaltet ist, wird der Arbeitsraum zwischen der Führungsfläche des Führungszapfens und der korrespondierenden Führungswand des Holkolbens eingesetzt, der es ermöglicht, den Kolben nachdem er ganz ausgefahren ist, wieder in den Zylinder hineinzupressen. Der Kolben des erfindungsgemäßen Hydraulikzylinders weist somit zwei entgegen gerichtete Arbeitsräume auf.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figur näher erläutert.
Es zeigt:
1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder
Die 1 zeigt einen kurzen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder mit den beiden hydraulisch abgedichteten Zylindermantelflächen 1 und 2. Die Dichtung erfolgt durch die Zylinderdichtung 3 und 4. Zylinder und Kolben sind in den Dichtungsbereichen durch einen Ringspalt R voneinander getrennt. Im Inneren des Zylinders 5 befindet sich ein Führungszapfen 7, der konzentrisch fest mit dem Zylindergehäuse 5 verbunden ist und in eine Bohrung des Kolbens 6 hineingreift. Über geeignete Führungsflächen 8 und 9 kann so der Kolben 6 präzise geführt werden. Die Führung mit dem nun relativ günstigen Verhältnis von Stützweite S zu Führungsdurchmesser D befindet sich in einem Bereich, der vollkommen mit Öl gefüllt ist, so dass eine gute Schmierung der Führung erfolgt.
Im Bereich der Abdichtung mit den Dichtungen 3 und 4 kommen lediglich die Dichtungen selbst zur Berührung an den entsprechenden Zylindermantelflächen 1 und 2. Eine etwaige Beschädigung der Führungsflächen am Führungszapfen 7 hat keinen Einfluss auf die Dichtigkeit des Zylinders.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zwischen der mindestens einen Führungsfläche 10 des Führungszapfens 7 und der korrespondierenden Führungsfläche 11 des Hohlkolbens 6 mindestens ein Arbeitsraum 12 ausgebildet ist, der mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist und bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel den Hohlkolben 6 in den Zylinder 5 presst. Dabei ist dieser Arbeitsraum abgedichtet durch eine erste Dichtung 13, die im Hohlkolben 6 eingefasst ist, und eine Dichtung 14, die im Führungszapfen eingefasst ist.
In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der innere Führungszapfen 7 eine Kugelführung 15 an seinem oberen Ende aufweist, der in die Aushöhlung des Hohlkolbens 6 eingreift und so eine allseitige Schwenkbarkeit des Hohlkolbens 6 gegenüber dem Zylinder 5 in begrenztem Maße zulässt und wobei die mindestens eine elastische Dichtung 4 am Zylinder 5 axial auf gleicher Höhe angeordnet ist wie der Mittelpunkt 16 der Kugelführung 15, so dass der Hohlkolben 6 in Hubrichtung verschiebbar und verschwenkbar ist, ohne dass sich die korrespondierenden Flächen an der Außenwand des Hohlkolbens 6 und des Zylinders 5 berühren. In dieser Ausführungsform ist ein zur sphärischen Form der Kugelführung 15 und zur zylindrischen Form des Inneren des Hohlkobens korrespondierender Innenkörper 17 vorgesehen, der auf der Kugeführung 15 mit der Ausrichtung des Kolbens 6 läuft und Teil des Arbeitsraumes 12 bildet.

1: Zylindermantelfläche
2: Zylindermantelfläche
3: Zylinderdichtung
4: Zylinderdichtung
5: Zylinder
6: Hohlkolben
7: Führungszapfen
8: Führungsfläche
9: Führungsfläche
10: Führungsfläche
11: Führungsfläche
12: Arbeitsraum
13: Dichtung
14: Dichtung
15: Kugelführung
16: Mittelpunkt
17: Innenkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3820373 [0003]

Claims

Hydraulikzylinder kurzer Bauart, bei dem mindestens eine elastische Dichtung (3, 4) beim Arbeiten des Hydraulikzylinders den Ringspalt (R) zwischen Kolben (6) und Zylinder (5) abdichtet und bei dem der Kolben (6) als Hohlkolben ausgeführt ist, wobei ein zylindrischer Führungszapfen (7) im Zylinder (5) angebracht ist und in die Aushöhlung des Hohlkolbens (6) eingreift und wobei der Führungszapfen (7) mit mindestens einer Führungsfläche (8) versehen ist, auf welcher der Hohlkolben (7) mit einer korrespondierenden Führungsfläche (9) geführt ist, so dass für die Abdichtung und die Führungsfunktion jeweils getrennte Gleitflächen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Führungsfläche (8) des Führungszapfens (7) und der korrespondierenden Führungsfläche (9) des Hohlkolbens (6) mindestens ein Arbeitsraum (12) ausgebildet ist, der mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist und bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel den Hohlkolben (6) in den Zylinder (5) presst.
Hydraulikzylinder kurzer Bauart nach Anspruch 1, wobei der innere Führungszapfen (7) eine Kugelführung (15) an seinem oberen Ende aufweist, der in die Aushöhlung des Hohlkolbens (6) eingreift und so eine allseitige Schwenkbarkeit des Hohlkolbens (6) gegenüber dem Zylinder (5) in begrenztem Maße zulässt und wobei die mindestens eine elastische Dichtung (3, 4) am Zylinder (5) axial auf gleicher Höhe angeordnet ist wie der Mittelpunkt (16) der Kugelführung (15), so dass der Hohlkolben (6) in Hubrichtung verschiebbar und verschwenkbar ist, ohne dass sich die korrespondierenden Flächen an der Außenwand des Hohlkolbens (6) und des Zylinders (5) berühren.