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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Schalengreifer mit mindestens einer solchen Kolben-Zylinder-Einheit sowie jeweils einen Kolbenstangenschutz und eine Kolbenstange für eine solche Kolben-Zylinder-Einheit.
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In zahlreichen Arbeitsgeräten und Werkzeugen kommen Kolben-Zylinder-Einheiten zum Einsatz, die eine exponierte Lage in der Nähe des Arbeitseinsatzes einnehmen. Dabei kommt es häufig zu einem direkten Kontakt mit dem Arbeitsbereich oder mit zu bearbeitenden Gegenständen, sodass die Gefahr einer Beschädigung der Kolben-Zylinder-Einheiten besteht. Ein Beispiel für eine solche Anwendung ist die Verwendung von Mehrschalengreifern zum Umschlagen von Schrott, in welchen hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten zum Verschwenken der einzelnen Schalen eingesetzt werden. Hierbei kommen die Kolben-Zylinder-Einheiten oder deren Versorgungsleitungen immer wieder in direkten Kontakt mit den Schrottteilen.
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Zum Schutz der ein- und ausfahrbaren Kolbenstangen der Kolben-Zylinder-Einheiten ist es daher bekannt, Schutzhüllen an den Kolbenstangen anzubringen, die diese in jeder Ausfahrstellung umgeben und dadurch vor Kontakt und Beschädigungen schützen. Diese werden auch als Kolbenstangenschutz bezeichnet.
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Um die Instandhaltung von Anbauwerkzeugen möglichst einfach und effizient zu gestalten ist es ferner bekannt, Zentralschmierungssysteme einzusetzen, die eine permanente Versorgung von Reibflächen beweglicher Bauteile mit Schmiermittel gewährleisten. In Mehrschalengreifern sind aus diesem Grund häufig Schmiermittelleitungen vorgesehen, die Schmiermittel für die Bolzverbindungen der Schalen an den Lageraugen der Kolben-Zylinder-Einheiten bereitstellen. Diese Schmiermittelleitungen verlaufen bisher üblicherweise auf den Innenseiten der Kolben-Zylinder-Einheiten, damit sie nicht herausragen. Im oberen Bereich der Mehrschalengreifer, also im Bereich der Lagerungen der Kolben-Zylinder-Einheiten, verlaufen die Schmiermittelleitungen häufig hinter Schutzblechen, welche zum Schutz der Hydraulikleitungen vorgesehen sind.
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Zwischen den Schutzblechen und den kolbenstangenseitigen Lageraugen der Kolben-Zylinder-Einheiten an den Schalen verlaufen die Schmiermittelleitungen aber bisher ungeschützt, da die Schutzhüllen der Kolben-Zylinder-Einheiten drehbar an den Kolbenstangen befestigt sind und daher keine Befestigungsmöglichkeit für zusätzliche Schutzeinrichtungen für die Schmiermittelleitungen bieten. Daher kommt es in diesem Bereich immer wieder zu Beschädigungen oder gar einem Herausreißen der Schmiermittelleitungen während des Arbeitseinsatzes, beispielsweise durch hervorstehende Schrottteile.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu überwinden und die Möglichkeit einer geschützten Verlegung der Schmiermittelleitungen bis hin zum kolbenstangenseitigen Lagerauge bereitzustellen und so die Vorteile einer Zentralschmierung auch in harten Einsätzen in vollem Umfang nutzbar zu machen. Dabei soll jedoch auf die Verwendung eines Kolbenstangenschutzes nicht verzichtet werden müssen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Kolben-Zylinder-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Demnach umfasst die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit, welche insbesondere aber nicht ausschließlich für einen Schalengreifer vorgesehen ist, einen Zylinder, eine im Zylinder verschiebbar gelagerte und am kolbenstangenseitigen Ende ein Lagerauge bzw. Gelenkauge aufweisende Kolbenstange sowie eine Schutzhülle, die mit der Kolbenstange verbunden und zusammen mit dieser relativ zum Zylinder verschiebbar ist. Die Schutzhülle ist derart an der Kolbenstange angeordnet bzw. befestigt und ausgebildet, dass sie in jeder Ausfahrstellung der Kolbenstange den außerhalb des Zylinders befindlichen Teil der Kolbenstange umgibt bzw. umfasst. Erfindungsgemäß ist die Schutzhülle mit der Kolbenstange drehfest verbunden und umfasst eine integrierte Schmiermittelleitung zur Bereitstellung eines Schmiermittels für das Lagerauge.
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Dadurch, dass die Schutzhülle sich nicht mehr relativ zum Zylinder drehen kann, ist es möglich, die Schmiermittelleitung an der Schutzhülle zu befestigen bzw. darin zu integrieren. Dies bedeutet einen deutlichen Vorteil gegenüber der bisherigen ungeschützten Verlegung, sodass es im Bereich zwischen Hydraulikschutzblech und kolbenstangenseitigem Lagerauge zu wesentlich weniger Beschädigungen der Schmiermittelleitung kommt und somit eine höhere Verfügbarkeit des Werkzeugs erreicht wird.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schutzhülle lösbar an der Kolbenstange befestigt ist, insbesondere im Bereich des Lagerauges. Dadurch kann die Schutzhülle einfach abgebaut (und ggf. wieder angebaut) werden, ohne die gesamte Kolben-Zylinder-Einheit bzw. den Zylinder ausbauen zu müssen, was die Wartung und den Umbau der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit erheblich erleichtert.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schutzhülle aus mehreren zusammenbaubaren Teilen, insbesondere aus zwei im Wesentlichen identisch geformten Hälften, aufgebaut ist. Der Ausdruck „im Wesentlich identisch“ berücksichtigt dabei, dass vorzugsweise nur an bzw. in einer der beiden Hälften die Schmiermittelleitung vorgesehen ist. Beispielsweise kann es sich bei den beiden Hälften um symmetrisch aufgebaute Gussteile handeln, die anschließend zur Herstellung eines Kanals für die Schmiermittelleitung unterschiedlich bearbeitet werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Schutzhülle. Die Teile der Schutzhülle können mittels einer oder mehrerer Schrauben miteinander lösbar verbindbar bzw. zusammenbaubar sein. Die Schrauben sind dabei vorzugsweise in die Schutzhülle eingelassen bzw. versenkt und dadurch vor Beschädigung geschützt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schutzhülle im Wesentlichen zylinderförmig bzw. hohlzylinderförmig aufgebaut ist, wobei vorzugsweise die kolbenstangenseitige Öffnung der Schutzhülle einen geringeren Durchmesser aufweist als die zylinderseitige Öffnung. Dadurch umgreift das zylinderseitige Ende der Schutzhülle den breiteren Zylinder und das kolbenstangenseitige Ende der Schutzhülle umgreift die dünnere Kolbenstange, insbesondere im Bereich des Lagerauges. Der Bereich der Kolbenstange im Bereich der Öffnung der Schutzhülle kann einen größeren Durchmesser aufweisen als der - insbesondere im Zylinder verlaufende - Rest der Kolbenstange, um die Kolbenstange durch die Befestigung der Schutzhülle nicht strukturell zu schwächen.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schmiermittelleitung zumindest teilweise auf der Innenseite oder innerhalb der Schutzhülle verläuft. Beispielsweise kann die Schmiermittelleitung als Schlauch oder Rohr an der Innenseite der Schutzhülle angebracht sein. Ebenfalls ist es vorstellbar, dass ein Kanal innerhalb der Schutzhülle vorgesehen ist, innerhalb dem die Schmiermittelleitung verläuft. Dieser kann zur Innenseite hin offen oder aber geschlossen sein. Alternativ kann auch der Kanal selbst die Schmiermittelleitung darstellen. In diesem Fall ist der Kanal flüssigkeitsdicht ausgestaltet und weist an den Ein- und Austrittsöffnungen entsprechende Anschlüsse zum Anschluss des Kanals an den zylinderseitigen und den kolbenstangenseitigen Teil der Schmiermittelleitung auf.
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Es ist ferner denkbar, dass nicht eine einzige Schmiermittelleitung sondern mehrere parallel verlaufende Leitungen vorgesehen sind, die entweder gemeinsam eine einzige Stelle wie z.B. das kolbenstangenseitige Lagerauge, oder aber verschiedene Stellen mit Schmiermittel versorgen. Dabei können alle diese parallelen Leitungen wie zuvor beschrieben in oder an der Schutzhülle angebracht bzw. integriert sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Lagerauge einen mit einer zentralen Bohrung des Lagerauges verbundenen Schmiermittelkanal aufweist, welcher mit der Schmiermittelleitung der Schutzhülle, vorzugsweise über einen ersten Schmiermittelanschluss, verbunden ist. Der Schmiermittelkanal mündet direkt in die zentrale Bohrung des Lagerauges, in der ein Bolzen einer Schale aufgenommen ist, und leitet das Schmiermittel in den Zwischenraum zwischen Lagerauge und Bolzen. Die Strecke zwischen dem Schmiermittelkanal am Lagerauge und dem Austritt der Schmiermittelleitung am kolbenstangenseitigen Ende der Schutzhülle kann entweder über einen starren Anschluss überbrückt werden, z.B. über einen Hydraulikanschluss - wobei der Begriff „Hydraulik“ auch Schmiermittel einschließt. Ferner kann der Schmiermittelkanal als Schlauch- oder Rohrleitung ausgeführt sein, die von der Schutzhülle zum Anschluss am Lagerauge verläuft.
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In jedem Fall ist nur eine geringe Distanz zwischen Lagerauge und Schutzhülle zu überbrücken, da erfindungsgemäß die Schmiermittelleitung in der Schutzhülle untergebracht ist, sodass die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Schmiermittelleitung in diesem Bereich erheblich reduziert ist.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schutzhülle im Bereich des zylinderseitigen Endes einen zweiten Schmiermittelanschluss zur Verbindung der Schmiermittelleitung mit einem Schmiermittelversorgungssystem aufweist. Dadurch kann die Schmiermittelleitung der Schutzhülle einfach vom Schmiermittelsystem abgekoppelt werden und die Schutzhülle z.B. ausgetauscht werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Zylinder zwei Hydraulikanschlüsse zur Beaufschlagung eines innerhalb des Zylinders verschiebbar geführten und mit der Kolbenstange verbundenen Kolbens mit Hydraulikdruck aufweist. Die Hydraulikanschlüsse sind derart in einem bestimmten Abstand vom kolbenstangenseitigen Ende des Zylinders angeordnet, dass die Schutzhülle bei einer vollständig eingefahrenen Kolbenstange nicht mit den Hydraulikanschlüssen kollidiert. Bei dem Zylinder handelt es sich insbesondere um einen doppelt wirkenden Zylinder bzw. einen Differentialzylinder.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Schutzhülle an der Kolbenstange über eine in der Kolbenstange im Bereich des Lagerauges ausgebildete Nut befestigt ist, in welche ein im Bereich des kolbenstangenseitigen Endes der Schutzhülle ausgebildeter Vorsprung (bzw. eine Feder zur Bildung einer Nut-Feder-Verbindung) eingreift. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine um die Kolbenstange umlaufende Nut, welche mit einem ebenfalls um die Öffnung der Schutzhülle umlaufenden Vorsprung zusammenwirkt. Der Vorsprung greift in die Nut ein und sorgt somit für eine in axialer Richtung (d.h. entlang der Längsachse der Kolbenstange) wirkende formschlüssige Befestigung der Schutzhülle an der Kolbenstange. Die Führung der Schutzhülle in einer Nut der Kolbenstange stellt eine kostengünstig zu realisierende und einfache Befestigungsmöglichkeit dar.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kolbenstange im Bereich der Nut, d.h. an deren Boden, einen größeren Durchmesser aufweist als der innerhalb des Zylinders geführte Teil der Kolbenstange. Dies stellt einen Vorteil gegenüber bekannten Schutzhüllenbefestigungen dar, die typischerweise in einer Nut der Kolbenstange befestigt sind, deren Durchmesser geringer als die Kolbenstange ist. Letzteres ergibt eine Schwächung des Querschnitts der Kolbenstange, was die Lebensdauer der Kolbenstange reduziert und im schlimmsten Fall zum Bruch führen kann. Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit die Kolbenstange im Bereich der Nut verdickt ist, d.h. einen im Vergleich zum innerhalb des Zylinders geführten Teil größeren Durchmesser aufweist, wird die Schwächung des Kolbenstangenquerschnitts bzw. die Kerbwirkung der Befestigungsnut verringert und dadurch die Lebensdauer der Kolbenstange erhöht.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kolbenstange im Bereich des Lagerauges eine Verdrehsicherung aufweist, welche ein Verdrehen der Schutzhülle relativ zur Kolbenstange verhindert. Die Verdrehsicherung kann ein separates Bauteil darstellen, welches durch Kraft- und/oder Formschluss ein Verdrehen der Schutzhülle relativ zur Kolbenstange um deren Längsachse verhindert.
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In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verdrehsicherung als eine innerhalb eines bestimmten Winkelsegments ausgebildete Variation des Durchmessers der Kolbenstange ausgeführt ist, d.h. der Radius der Kolbenstange ändert sich innerhalb des Winkelsegments als Funktion des Winkels um die Längsachse der Kolbenstange. Dadurch wird formschlüssig ein Verdrehen der Schutzhülle relativ zur Kolbenstange um deren Längsachse verhindert. Die Verdrehsicherung kann als zusammenwirkende Kombination von Vorsprung und Vertiefung in der Kolbenstange und der Schutzhülle ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst die Verdrehsicherung in besagtem Winkelsegment einen abgeflachten Abschnitt, der mit einem entsprechenden abgeflachten Abschnitt der Schutzhülle zusammenwirkt.
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Die Verdrehsicherung bzw. Durchmesservariation der Kolbenstange kann in der Nut selbst und/oder im Bereich der Nut ausgebildet sein. Ferner kann die Verdrehsicherung so ausgestaltet sein, dass sie auf einfachem Wege lösbar ist, beispielsweise durch entsprechendes Herausdrehen der Schutzhülle, sodass sich die Schutzhülle um die Kolbenstange frei drehen kann. Dies kann in Ausführungsbeispielen von Vorteil sein, in denen kein Schmiermittelanschluss am Lagerauge vorgesehen ist oder eine Bereitstellung von Schmiermittel nicht benötigt wird, sodass ein Verdrehen der Schutzhülle relativ zum Zylinder unschädlich ist. Dadurch kann die erfindungsgemäße Schutzhülle flexibel an das entsprechende Werkzeug bzw. an die jeweilige Anwendung angepasst werden, ohne mehrere unterschiedliche Schutzhüllen bereitstellen zu müssen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin einen Schalengreifer mit mindestens einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit. Dabei kann es sich um einen Zweischalengreifer oder einen Mehrschalengreifer, auch Polypgreifer genannt, handeln. Dieser kann beispielsweise zum Umschlagen von Material wie z.B. Schrott Verwendung finden. Der Begriff Schalengreifer ist breit zu verstehen und umfasst eine Vielzahl von Arbeitsgeräten mit verschwenkbaren Schalen, beispielsweise auch Rundschalengreifer, Holzgreifer, usw.
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Ferner ist die vorliegende Erfindung jeweils auf eine Schutzhülle für eine erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit sowie auf eine Kolbenstange hierfür gerichtet. Da die Kolbenstange und die Schutzhülle im Falle des Vorsehens einer Verdrehsicherung und/oder einer Verdickung der Kolbenstange im Bereich der Befestigungsnut aufeinander abgestimmt sind, können bestehende Systeme einfach durch Austausch der Kolbenstange und der Schutzhülle nachgerüstet werden. Ebenfalls ist es möglich, die erfindungsgemäße Schutzhülle zusammen mit bekannten Kolbenstangen zu verwenden, sodass eine Nachrüstung lediglich einen Austausch der Schutzhülle erfordert. In jedem Fall muss nicht die gesamte Kolben-Zylinder-Einheit ausgetauscht bzw. der Zylinder ausgebaut werden, was das Nachrüsten extrem vereinfacht und die Kosten reduziert.
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Für den erfindungsgemäßen Schalengreifer, die erfindungsgemäße Schutzhülle und die erfindungsgemäße Kolbenstange ergeben sich offensichtlich dieselben Vorteile und Eigenschaften wie für die gesamte zuvor beschriebene erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird. Die obigen Ausführungen hinsichtlich der möglichen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit gelten daher für den Schalengreifer, die Schutzhülle und die Kolbenstange entsprechend.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
- 1: einen Mehrschalengreifer mit drei erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheiten gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
- 2: ein vergrößerter Ausschnitt des Schalengreifers gemäß 1 mit einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit;
- 3: ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit als Einzeldarstellung in einer Seitenansicht;
- 4: die Kolben-Zylinder-Einheit gemäß 3 in einer Querschnittsansicht entlang der Linie AA;
- 5: die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit gemäß 3 ohne Schutzhülle in einer perspektivischen Ansicht;
- 6: ein vergrößerter Ausschnitt des kolbenstangenseitigen Endes der Kolben-Zylinder-Einheit gemäß 5 in einer Seitenansicht;
- 7: die Schutzhülle der Kolben-Zylinder-Einheit gemäß 3 als Einzeldarstellung in einer Seitenansicht; und
- 8: die Schutzhülle gemäß 7 in einer Querschnittsansicht entlang der Linie BB.
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Die 1 zeigt einen Mehrschalengreifer bzw. Polypgreifer 1 mit drei jeweils um eine horizontale Drehachse 6 verschwenkbaren Schalen 2. Der Schalengreifer 1 umfasst drei erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheiten 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, mittels welchen sich die Schalen 2 zum Öffnen und Schließen des Greifers um die Achsen 6 verschwenken lassen.
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In der 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt einer der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheiten 10 des Mehrschalengreifers 1 gemäß 1 dargestellt. Dabei ist der bildseitige Teil der Schutzhülle 20 ausgeblendet, um den Blick auf den Zylinder 12 freizugeben. Die Kolben-Zylinder-Einheit 10 umfasst einen hydraulischen Zylinder 12, in dem ein mit einer Kolbenstange 14 verbundener Kolben 18 verschieblich gelagert ist (vgl. 4). Die Kolben-Zylinder-Einheit 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel als doppelt wirkender Zylinder bzw. Differentialzylinder ausgebildet, wobei der Kolben 18 von beiden Seiten mit Hydraulikdruck beaufschlagt werden kann, um die einseitig aus dem Zylinder 12 geführte Kolbenstange 14 aus dem Zylinder 12 ein- und auszufahren. Die Kolbenstange 14 weist an ihrem äußeren (kolbenstangenseitigen) Ende ein Lagerauge 16 auf, über welches die Kolben-Zylinder-Einheit 10 mit einer der Schalen 2 des Schalengreifers 1 gekoppelt ist. Durch Aus- bzw. Einfahren der Kolbenstange 14 verschwenkt die Schale 2 um die Drehachse 6 und wird geschlossen bzw. geöffnet.
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Am anderen (zylinderseitigen) Ende weist die Kolben-Zylinder-Einheit 10 ein weiteres Lagerauge 17 auf, über welches sie schwenkbar am Schalengreifer 1 befestigt ist. Um die Kontaktflächen zwischen dem Lagerauge 16 und dem drehbar darin gelagerten Bolzen der Schale 2 mit Schmiermittel zu versorgen, ist eine Zentralschmierung bzw. Schmiermittelversorgung vorgesehen, welche das Schmiermittel über Leitungen vom oberen Ende des Schalengreifers 1 zum Lagerauge 16 fördert. Hierzu weist das Lagerauge 16 einen von der Außenseite zur zentralen Bohrung 26 reichenden Schmiermittelkanal 28 auf. Die Details der Schmiermittelversorgung sind weiter unten beschrieben. Bei dem Schmiermittel kann es sich um Schmieröl oder Schmierfett handeln.
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Um die Kolbenstange 14 vor Beschädigungen und Umwelteinflüssen zu schützen, ist eine zylinderförmige Schutzhülle 20 vorgesehen, welche an der Kolbenstange 14 im Bereich des kolbenstangenseitigen Lagerauges 16 befestigt ist und sich in Richtung Zylinder 12 erstreckt. Die Schutzhülle 20 weist eine derartige Länge auf, dass sie die Kolbenstange 14 selbst im vollständig ausgefahrenen Zustand vollständig sowie einen Teil des Zylinders 12 umschließt. Die zylinderseitige Öffnung der Schutzhülle 20 ist daher größer als die kolbenstangenseitige Öffnung.
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Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit 10 ist einzeln in einer Seitenansicht in den 3 und 4 dargestellt. Darin sind auch die Schutzhülle 20 und deren Aufbau gut zu erkennen. Die 4 stellt eine Querschnittsansicht entlang der in der 3 eingezeichneten Linie AA bzw. entlang der Längsachse dar. Hierbei sei angemerkt, dass es sich bei der in der 4 gezeigten Ausgestaltung des „Innenlebens“ des Zylinders 12 und der Kolbenstange 14 lediglich um ein mögliches Ausführungsbeispiel handelt und der Aufbau der erfindungsgemäßen Schutzhülle 20 bzw. der Schmiermittelleitung 22 davon unabhängig ist.
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Der Zylinder 12 weist zwei Hydraulikanschlüsse 34 auf, über die die beiden Seiten des Kolbens 18 mit Druck beaufschlagt werden können. Zum Schutz der Hydraulikleitungen, die den Zylinder 12 versorgen, ist im oberen Bereich des Schalengreifers 1 ein Schutzblech 4 vorgesehen, auf dessen Innenseite sich die Hydraulikleitungen befinden (vgl. 2). Genauer gesagt sind mehrere solcher Schutzbleche 4 zwischen den einzelnen Kolben-Zylinder-Einheiten 10 des Schalengreifers 1 angeordnet. Das zylinderseitige Lagerauge 17 weist in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls einen Schmiermittelkanal auf, um Schmiermittel an der drehbaren Bolzverbindung an diesem Lagerauge 17 bereitzustellen (vgl. 3 und 5).
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Die vorliegende Erfindung stellt nun eine Lösung für das Problem bereit, die Schmiermittelleitungen von dem durch das Schutzblech 4 geschützten Bereich bis hin zum Lagerauge 16 so zu verlegen, dass sie vor Beschädigungen, beispielsweise durch hervorstehende Teile, die mit dem Schalengreifer 1 umgeschlagen werden, geschützt sind. Hierzu ist in der Schutzhülle 20 eine integrierte Schmiermittelleitung 22 vorgesehen, welche auf der zur Mitte des Schalengreifers 1 zeigenden Innenseite der Schutzhülle 20 bzw. der Kolben-Zylinder-Einheit 10 verläuft.
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Die Schutzhülle 20 besteht aus zwei im Wesentlichen identisch aufgebauten Hälften, die mittels mehrerer Schrauben 24 miteinander reversibel verbunden sind. Die Schrauben 24 sind geschützt bzw. in die Schutzhülle 20 eingelassen / versenkt. Die Hälften sind „im Wesentlichen“ identisch, da in einer der beiden Hälften die integrierte Schmiermittelleitung 22 aufweist. Diese verläuft als Schlauch oder Rohr innerhalb eines in der Schutzhülle ausgebildeten Kanals, der nach innen hin offen ist. Es ist natürlich auch vorstellbar, dass beide Hälften komplett identisch (bzw. symmetrisch) aufgebaut sind, also in beiden Hälften der Kanal vorgesehen ist und nur durch einen der Kanäle die Schmiermittelleitung 22 verlegt ist. Dies vereinfacht die Herstellung der Schutzhülle 20.
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Ebenfalls ist es möglich, dass die Hälften als identische Gusshälften hergestellt werden und sich nur die weitere Bearbeitung unterscheidet - nämlich u.a. indem in eine der Hälften der Kanal für die Schmiermittelleitung 22 eingearbeitet wird. Alternativ kann der Kanal selbst die Schmiermittelleitung 22 darstellen, also das Schmiermittel flüssigkeitsdicht führen, sodass nicht extra eine Leitung darin verlegt werden muss. In diesem Fall muss der Kanal komplett geschlossen und vollständig innerhalb der Schutzhülle 20 ausgebildet sein, sodass diese eine ausreichende Mindestdicke aufweisen muss. Ferner müssen in diesem Fall entsprechende Anschlüsse direkt mit dem Kanal verbunden sein.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Schutzhülle 20 kann die Schmiermittelleitung 22 geschützt zwischen Schutzhülle 20 und Zylinder 12 bis kurz vor das Lagerauge 16 herangeführt werden und ist dadurch vor Schlägen und Fremdkörpern geschützt. Dadurch ergeben sich weniger Schäden an der Schmiermittelleitung 22 und somit eine höhere Verfügbarkeit der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit 10.
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Am kolbenstangenseitigen Ende der Schutzhülle 20 tritt die Schmiermittelleitung 22 aus dieser hinaus und ist über einen ersten Schmiermittelanschluss 30 mit dem Schmiermittelkanal 28 des Lagerauges 16 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Schmiermittelanschluss 30, welcher auch als Hydraulikanschluss bezeichnet werden kann, um ca. 45° in Richtung der Schutzhülle 20 abgewinkelt. Am anderen - dem zylinderseitigen - Ende der Schutzhülle 20 tritt die Schmiermittelleitung 22 ebenfalls aus der Schutzhülle 20 hinaus und weist einen zweiten Schmiermittelanschluss 32 auf, über welchen die Schmiermittelleitung 22 mit dem weiteren Schmiermittelversorgungssystem (nicht dargestellt) des Arbeitsgeräts verbunden werden kann. Dadurch kann die Schmiermittelleitung 22 einfach an den Schmiermittelanschlüssen 30, 32 abgekoppelt und die Schutzhülle 20 abgebaut bzw. ausgetauscht werden.
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Wie in der 3 zu sehen ist, ist die Schutzhülle 20 an den axialen Enden leicht abgeschrägt und reicht bei einer vollständig eingefahrenen Kolbenstange 14 bis kurz vor die Hydraulikanschlüsse 34 heran, ohne diese zu berühren. Ferner zeigt die 4, dass die Schutzhülle 20 am dem zylinderseitigen Lagerauge 17 zugewandten Ende an der Innenseite ein Dichtungs- und Führungselement bzw. einen Dichtungs- und Führungsring 21 aufweist, der ein Eindringen von Fremdkörpern in den Raum um die Kolbenstange 14 verhindert und gleichzeitig einen definierten Abstand zwischen Kolbenstange 14 bzw. Zylinder 12 und Schutzhülle 20 gewährleistet.
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Zur Befestigung der Schutzhülle 20 an der Kolbenstange 14 weist diese im Bereich knapp unterhalb des Lagerauges 16, in dem sie bereits gegenüber dem innerhalb des Zylinders 12 verlaufenden Teil der Kolbenstange 14 verdickt ist, eine umlaufende Nut bzw. Führungsnut 40 auf. Ein komplementärer umlaufender Vorsprung bzw. eine Feder 42 an der Innenseite der kolbenstangenseitigen Öffnung der Schutzhülle 20 greift in die Nut 40 ein und sorgt so für eine formschlüssige Befestigung an der Kolbenstange 14 in Bezug auf eine axiale (d.h. entlang der Längsachse der Kolbenstange 14 erfolgende) Bewegung. Da die Kolbenstange 14 im Bereich der Nut 40 verdickt ist, weist sie an Nut 40 dennoch einen größeren Durchmesser auf als der innerhalb des Zylinders verlaufende Teil. Dadurch ist die Kolbenstange 14 durch die Nut 40 nicht signifikant geschwächt, da die Nut 40 nur eine geringe Kerbwirkung aufweist, was die Lebensdauer der Kolbenstange 14 erhöht.
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Die Nut 40 alleine würde aber noch eine Drehung der Schutzhülle 20 um die Längsachse ermöglichen. Dies soll aber gerade verhindert werden, da die Schmiermittelleitung 22 innerhalb der Schutzhülle 20 geführt ist. Aus diesem Grund ist eine Verdrehsicherung 44 vorgesehen, welche eine Drehung der Schutzhülle 20 um die Kolbenstange 14 verhindert. Die Verdrehsicherung 44 ist als abgeflachter Bereich 44 der Kolbenstange 14 direkt angrenzend an die Nut 40 ausgebildet und wirkt mit einem entsprechend bzw. komplementär abgeflachten Bereich 46 an der Innenseite der kolbenstangenseitigen Öffnung der Schutzhülle 20 zusammen.
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In der 5 ist die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit 10 ohne Schutzhülle 20 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, wobei die Kolbenstange 14 vollständig eingefahren ist. Die 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des kolbenstangenseitigen Lagerauges 16 mit Nut 40 und Verdrehsicherung 44 in einer Seitenansicht. An dem Bereich der Kolbenstange 14 zwischen Zylinder 12 und Lagerauge 16 sind die Nut 40 und die Verdrehsicherung 44 angeordnet. In der 5 ist auch der abgeflachte Bereich 46 zu erkennen, welcher eine Änderung des Kolbenstangendurchmessers innerhalb eines bestimmten Winkelbereichs als Funktion des Winkels (d.h. des Drehwinkels um die Längsachse der Kolbenstange 14) darstellt und daher zusammen mit dem hier nicht dargestellten abgeflachten Bereich 48 der Schutzhülle 20 zu einem Formschluss führt, der ein Verdrehen der Schutzhülle 20 blockiert.
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Die Schutzhülle 20 ist einzeln in den 7 und 8 jeweils in einer Seitenansicht dargestellt, wobei die 8 eine Querschnittsansicht entlang der in der 7 eingezeichneten Linie BB darstellt. In der 7 sind die an den axialen Enden angeordneten ersten und zweiten Schmiermittelanschlüsse 30, 32 zu sehen. Die 8 lässt die an der Innenseite innerhalb eines in die Schutzhülle 20 eingearbeiteten Kanals in Längsrichtung verlaufende Schmiermittelleitung 28 erkennen. Auf der rechten Seite der 8 ist der an der Innenseite der kolbenstangenseitigen Öffnung der Schutzhülle 20 angeordnete Vorsprung 42 zu sehen, welcher in die Nut 40 eingreift. Daneben ist der abgeflachte Bereich 48 dargestellt, welcher mit dem abgeflachten Bereich 46 der Kolbenstange 14 formschlüssig zusammenwirkt, um die Verdrehsicherung 44 zu bilden. Die Verdrehsicherung 44 ist denkbar einfach direkt an der Kolbenstange 14 realisiert und kommt ohne zusätzliche Bauteile aus. Die Verdrehsicherung 44 kann so ausgestaltet sein, dass sie durch einfaches „Aufdrehen“ entfernbar bzw. lösbar ist.
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Durch Lösen der Schrauben 24 lassen sich die beiden die Schutzhülle 20 bildenden Hälften einfach und bequem trennen und die Schutzhülle 20 von der Kolben-Zylinder-Einheit 10 abmontieren, ohne dass die gesamte Kolben-Zylinder-Einheit 10 ausgebaut werden muss. Dadurch lässt sich die erfindungsgemäße Schutzhülle 20 einfach und kostengünstig bei bestehenden Systemen nachrüsten. Hierzu kann es erforderlich sein, die Kolbenstange 14 ebenfalls auszutauschen, da sich die Ausgestaltung der Nut 40 von denen bestehender Vorrichtungen unterscheidet und zusätzlich eine Verdrehsicherung 44 vorgesehen ist. Der Zylinder 12 muss aber in diesem Fall nicht ausgetauscht werden.
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Die verdrehsichere Befestigung der Schutzhülle 20 bietet den weiteren Vorteil, dass das Spaltmaß zwischen den Schutzblechen 4 und den Schutzhüllen 20 der Kolben-Zylinder-Einheiten 10 im Schalengreifer 1 verringert werden kann im Vergleich zu einer Ausführung, bei der sich die Schutzhüllen 20 frei drehen können, denn in letzterem Fall muss der Spalt so groß sein, dass die Schutzhüllen 20 an der breitesten Stelle nicht mit den Schutzblechen 4 kollidieren. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann dieser Spalt möglichst gering gehalten werden, wodurch weniger Schmutz eindringt.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Einheit 10 ist nicht auf Schalengreifer wie z.B. Zwei- oder Mehrschalengreifer begrenzt, sondern lässt sich auf unterschiedliche Arbeitsgeräte und Werkzeuge erweitern, insbesondere überall dort, wo Hydraulikzylinder mit Kolbenstangenschutz eingesetzt werden. Ferner muss die Schutzhülle 12 nicht unbedingt zylinderförmig sein, sondern kann auch eine andere Form aufweisen, da sie sich nicht mehr frei drehen kann. Des Weiteren können mehrere Leitungen parallel innerhalb der Schutzhülle 20 verlaufen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schalengreifer
- 2
- Schale
- 4
- Schutzblech
- 6
- Drehachse
- 10
- Kolben-Zylinder-Einheit
- 12
- Zylinder
- 14
- Kolbenstange
- 16
- Lagerauge
- 17
- Lagerauge
- 18
- Kolben
- 20
- Schutzhülle
- 21
- Dichtungs- und Führungselement
- 22
- Schmiermittelleitung
- 24
- Schrauben
- 26
- Bohrung
- 28
- Schmiermittelkanal
- 30
- Erster Schmiermittelanschluss
- 32
- Zweiter Schmiermittelanschluss
- 34
- Hydraulikanschluss
- 40
- Nut
- 42
- Vorsprung
- 44
- Verdrehsicherung
- 46
- Abgeflachter Abschnitt (Kolbenstange)
- 48
- Abgeflachter Abschnitt (Schutzhülle)
