DE2060383A1

DE2060383A1 - Kolben-Zylinder-Einheit

Info

Publication number: DE2060383A1
Application number: DE19702060383
Authority: DE
Inventors: Rocker Maurice Cecil; Botelho George Silva
Original assignee: Steelweld Ltd
Current assignee: Steelweld Ltd
Priority date: 1969-12-09
Filing date: 1970-12-08
Publication date: 1971-06-16
Also published as: FR2073056A5

Description

PATENTANWÄLTE H. LEINWEBER dipl.ing. H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rosental 7, 2.au«₉.

27. TT. 70 neue Tel.-Nr. 2 60 39 T.i.-Adr. lelnpat München

Telefon (OHI)ZfUIf

_den 8. Dezember 1970

Unser Zeichen

STEELWELD LIMITED, Lincolnshire, England Kolben-Zylinder-Einheit

Die Erfindung bezieht sich auf druckmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheiten.

Die Kolben-Zylinder-Einheit gemäß der Erfindung hat als Zylinder ein glattes Rohr, in dessen Enden Verschlußstopfen eingepaßt sind, die am Rohr durch Verschweißen, vorzugsweise Friktionsschweißen und zwar zwischen auf den Verschlußstopfen vorgesehenen Flanschen und den Stirnflächen des Rohres bleibend befestigt sind, wobei die Zylinderstange eine Führungsbohrung in einem der Verschlußstopfen durchsetzt.

Die Erfindung ermöglicht eine Vereinfachung im Aufbau und der Herstellung der Kolben-Zylinder-Einheiten und vereinfacht auch die Wartung von Maschinen, in denen derartige Einheiten verwendet sind, da es durch die Erfindung wirtschaftlich ist, beschädigte oder verschlissene Einheiten zu ersetzen anstatt diese zu reparieren.

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Am Rohr können durch Friktionsschweißen ein oder mehrere Druckmittelansohlüsse befestigt sein, die jeweils eine Verbindungsmuffe haben, die über eine Öffnung im Rohr und Kanäle ; oder eine andere Ausnehmung in einem der Stirnseiten-Verschlußjstopfen mit den Druckkammern des Zylinders in Verbindung ste- ; hen.

An einem der Stirnseiten-Verschlußstopfen können Bügel, Drehzapfen oder andere Teile zum Haltern der Einheit im Betrieb vorgesehen sein. So kann beispielsva.se ein Stirnseiten-Verschlußstopfen eine über den angeschweißten Flansch nach außen ragende Verlängerung mit einer Umfangsnut zur Aufnahme eines teilweise ringförmigen Ansatzes des Halterungsteils haben, wodurch die Stellung des Halterungsteils auf dem Rohrumfang gewählt werden kann. Der Ansatz kann derart ausgelegt ^; sein, daß er in die Nut mit Festsitz eingepaßt und an die Verlängerung heftgeschweißt ist.

Die Stirnseiten-Verschlußstopfen können auch Dichtungen Lager für die Kolbenstange und Puffer aufweisen.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 und 2 teilweise im Schnitt, Ansichten zweier Ausführungsformen derErfindung ,

Fig. 3A, 3B, 3C und 3D Einzelheiten von Halterungen für ein Ende der Einheiten gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4A und 4B Ansichten verschiedener Halterungsanordnungen, - 3 -

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Fig. 5A, 5B, 5C und 5D Ansichten von Halterungsanordnungen für das andere Ende der Einheit gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 6 und 7 Schnitte durch Führungslageranordnungen für die Kolbenstange der Einheit gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 8 und 9 zwei Kolbenausführungen, und

Fig. 10 bis 13 teilweise im Schnitt, Ansichten von Puffer- und Stirnseiten-Verschlußstopfen für die Einheiten gemäß der Erfindung .

Fig. 1 zeigt einen Zylinder mit einem glatten einfachen Rohr 10 und zwei Stirnseiten-Verschlußstopfen 11, 12.

Der Verschlußstopfen 11 hat einen in Axialrichtung dicken Flansch 13, der über ein Ende des Rohrs 10 hinausragt, an der benachbarten Stirnseite des Rohrs 10 anliegt und bei 14 an dieser friktionsverschweißt ist. Der Verschlußstopfen 11 hat eine Innenbohrung, die als Führung und Lager für eine Stange 15 eines Kolbens 16 dient, In die Bohrung sind im Bereich ihrer Enden Ringdichtungen 17 eingepaßt.

Der Flansch 13 des Verschlußstopfens 11 erleichtert die Verbindung verschieden ausgebildeter Halterungen. Er hat zu diesem Zweck zwischen seinen Enden eine axiale Umfangsf nut 18 (Fig. 1, 3D, 4A und 4B), deren Breite sich zum Boden hin verjüngt.

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BAD ORIGINAL

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40, der bei 41 am Rohr 10 friktionsverschweißt ist; an ihn können anders geformte llaiterungsteile angeschweißt sein (Figo 1 und i3A bis 5D), z.B. eine Fuß halterung 24 (Fig. 1), eine Mittellifemmer 24a (Fig. 1), eine Bügeihalterung (Fig. 5Λ), oin Drehzapfen 26 (Fig. ^B), eine Winkelkiaiimier 27 (Fig. ^i)) oder ein Verbolaungsflansch 28 (Fig. %).

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Die Druckmittelzufuhr zur Einheit erfolgt durch Verbindungslauffen 30, die in seichte Ausnehmungen in der Wand des Bohrers 10 friktionsgeschweißt sind. Bohrungen

31 der Verbindungsmuffen 30 kommunizieren über Öffnungen

32 mit umlaufenden Kanälen 33 an den Außenseiten der Zap-•fenteile der Stirnseiten-Verschlußstopfen 11, 12. Diese Kanäle stehen über axiale Kanäle 34 oder radiale Bohrungen 35 mit Druckkammern 36 in Verbindung.

Auf die Stirnseiten-Verschlußstopfen 11, 12 sind auch elastische'Puffer 37 aufgesetzt.

!•'ig. 2 zeigt einige Abwandlungen. Der Stirnseiten Verschlußstopfen 12a hat eine mit Gewinde versehene Bohrung 50, die eine Druckmittelzufuhrmuffe bildet; auf den Stirnseiten-Verschlußstopfen 11 ist bei 50 ein rohrförmiger Ansatz 52 friktionsgeschweißt, der einen Schlitten 53 auf-. nimmt, der fliegend auf einem Ansatz 12 der Kolbenstange sitzt und durch einen Federring 73 gesichert ist, so daß der Schlitten 53 über ein Gelenk 54 einen Kniehebel 55 hin- und herbewegen kann. Eine andere Ausführungsform der i'ußhalterungsklammer ist bei 56 dargestellt.

Wenn sich das Metall, aus dem der Stirnseiten-Verschlußstopf en 11 besteht, nicht als Lagermetall eignet, kann eine Lagermuffe 60' (Fig. 6) vorgesehen sein, die durch einen Bolzen 61^f befestigt ist, der ein Loch im Flansch 13 des Verschlußstopfens 11 durchsetzt. Hat beispielsweise der Kolben einen großen Hub, kann der Stirnseiten-Verschlußstopfen 11 alternativ auch eine sich selbst ausrichtende Tragmuffe 70' haben, die durch Federringe 71' axial festgehalten ist (Fig. 7).

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Die vorstehend beschriebenen Merkmale tragen sehr viel zu einer Vereinfachung der Herstellung und des Aufbaus der Einheiten bei.

Fig. 8 und 9 zeigen Einzelheiten des Kolbenaufbaus, die ebenfalls zu einer einfacheren Fertigung beitragen. In jedem Fall wird die Kolbenstange 15, wie bei 60 dargestellt, an einen gestrichelt gezeichneten Rohling 61 friktionsgeschweißt, aus dem anschließend ein Kolbenkopf 62 herausgearbeitet wird. Die Kolbenstange 15 kann entweder bereits vor dem Anschweißen an den Rohling 61 fertige Maße haben oder nach dem Anschweißen fertig bearbeitet werden. In Fig. 8 ist die Kolbenstange 15 vom Mittelpunkt des Kolbenkopfes 62 versetzt, so daß sich die Kolbeneinheit während des Betriebs in Bezug auf den Zylinder nicht dreht. In Fig. 9 sind die Kolbenstange und der Kolbenkopf koaxial zueinander angeordnet.

Die Einheit kann auch mit anders geformten Dämpfpuffern als den in Fig. 1 und 2 dargestellten versehen sein.

In Fig. 10 hat.der Stirnseiten-Verschlußstopfen 70 eine Ausnehmung 71,/auf den Kolben 16 zu gerichtet ist. Am Boden der Ausnehmung 71 verläuft eine Ringnut 72 die vorzugsweise unter Festsitz - ein Ende eines schraubenform!ge|i Federpuffers 73 aufnimmt. Der Kolben 15 hat an einer Stirnseite einen Führungszapfen 74, durch den eine unerwünschte seitliche Ablenkung des Federpuffers 73 beim Zusammendrücken verhindert wird.

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Nach Fig. 11 und 12 ist der Stirnseiten-Verschlußstopfen 80 derart ausgebildet, daß er mit einem konischen Zapfen 81 (Fig. 11) bzw. 84 (Fig_e 12) zusammenwirkt, der auf dem Kolben 16 sitzt, so daß ein Druckmitteldämpfeffekt bewirkt ist, wenn sich der Kolben 16 dem Verschlußstopfen annäherte Der Verschlußstopfen 80 hat zu diesem Zweck eine Druckmittelzuführkammer 82 mit einer mittigen Öffnung 83, in die der Zapfen 81 eingreift und die er allmählich verschließt, während sich der Kolben 16 in seine Endstellung bewegt, so daß der Druckmittelfluß von der zwischen dem Kolben und dem Verschlußstopfen befindlichen Druckkammer in die Kammer 82 zunehmend eingeschränkt wird. Nach Fig. 11 ist der Zapfen 81 einteilig mit dem Kolben 16 ausgebildet, nach Fig. 12 dagegen besteht er aus einer Büchse 84 auf einem mittigen Stift 85, der über den Kolben 16 hinaussteht, wobei die Büchse 84 auf ihrer Oberfläche konische Nuten 86 hat.

Der Verschlußstopfen 80 hat auch eine Bohrung 87, die von einem Kugel-Rückschlagventil 88 gesteuert ist, so daß aus der Kammer 83 in den Zylinder eine verhältnismäßig ungehindert Strömung möglich ist.

Nach Fig. 12 hat der Verschlußstopfen 80 noch eine weitere Bohrung 89 und der Durchfluß durch diese Bohrung ist durch ein verstellbares Nadelventil 90 gesteuert, wodurch der Dämpfeffekt -veränderlich ist.

Nach Fig. 13 ist auf die Kolbenstange 15 eine konische Büchse 91 montiert, die mit einer Druckmittelzuführöffnung 92 im Stirnseiten-Verschlußstopfen 95 zusammenwirkt, in dem die Kolbenstange 15 geführt ist, wodurch ein Druckmittelpuffer

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entsteht. Ein Kugelventil 93 in einer Bohrung 94 ermöglicht ein nahezu ungehindertes Einströmen in den Zylinder.

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Claims

Patentansprüche:

1. j Kolben-Zylinder-wEinheit, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder ein glattes Rohr (10) ist, in dessen Enden Verschlußstopfen (11, 12) eingepaßt sind, die durch Verschweißen zwischen den Stirnseiten des Rohres und auf den Verschlußstopfen vorgesehenen Flanschen (13, 40) am Rohr bleibend befestigt sind, und daß der Kolben (16) eine Stange (15) hat, die eine Führungsbohrung in einem (11) der Verschlußstopfen durchsetzt.

2. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Zuführanschlüsse in Form von Anschlußmuffen (30), die mit dem Rohr (10) durch Schweiß· stellen verbunden sind, wobei die oder jede Verbindungsmuffe über ein entsprechend ausgerichtetes Loch (32) im Rohr und Ausnehmungen (33, 34, 35) in den benachbarten Verschlußstopfen mit einer Druckkammer (36) des Rohrs kommuniziert.

3. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißstellen Friktionsschweißstellen (14, 41) sind,

4. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Verschlußstopfen eine Tragklammer ein Drehzapfen oder ein anderer Teil (24, 24a; Fig. 3A, B, C, Dj Fig. 5A, B,C,D) für die Halterung der Einheit während des Betriebs befestigt ist.

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5. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Verschlußstopfen (11) einen Abschnitt mit einer Umfangsnut (18) hat, der sich über das Rohr hinaus und über den Flansch (13) erstreckt, und daß die Umfangsnut zur Aufnahme eines bogenförmigen Ansatzes (19) des Halterungsteils zu dessen Festlegen in Bezug auf das Rohr dient.

6. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite der Nut (18) in Richtung auf ihren Boden konisch verringert und daß der Ansatz (19) mit Festsitz in die Nut eingepaßt ist.

7. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (19) mit dem Verschlußstopfen (11) verschweißt ist.

8. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche

1 bis 7i dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung mit einer Lagermuffe (60¹, 70') ausgekleidet ist.

9. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben einen Kopf (62) hat, der an die Kolbenstange (15)- bei 60 friktionsgeschweißt ist.

10. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zum gedämpften Anhalten des Kolbens am Ende seines Hubs die Versohlußstopfen (11, 12) Puffer (37, 73) tragen.

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11. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer (37) ein Elastomerrrng ist, der am Verschlußstopfen (11, 12) befestigt ist.

12. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer eine Schraubenfeder (73) ist, die dadurch am Verschlußstopfen (70) befestigt ist, daß ihr eines Ende unter Festsitz in eine Hingnut (72) des Verschlußstopfens (70) eingepaßt ist.

13. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) mit einem Loch (83, 92) im Verschlußstopfen (80, 95) zu dessen allmählichem Verschließen und somit zum druckmittelgedämpften Anhalten des Kolbens bei Hubende zusammenwirkt.

14. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 13, äaLurch gekennzeichnet, daß das Loch (83, 92) in eine Druckmittelzuführkammer (82) im Innern des Verschlußstopfens (80, 95) führt und daß ein Rückschlagventil ( 88, 93) zum Steuern einer Verbindung zwischen der Kammer und dem Rohr und zum Gewährleisten eines verhältnismäßig freien Zuflusses in das Rohr (10) vorgesehen ist.

15. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Verschlußstopfen (80) eine Bohrung (89) vorgesehen ist, -die die Kammer (82) und das Rohrinnere verbindet und durch ein einstellbares Nadelventil (90) steuerbar ist.

TWBZ7713ST ~