DE2103646A1

DE2103646A1 - Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE2103646A1
Application number: DE19712103646
Authority: DE
Inventors: Hartmut 7141 Möglingen Sandau
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-01-27
Filing date: 1971-01-27
Publication date: 1972-08-17
Also published as: FR2123480B1; GB1372626A; FR2123480A1; US3785253A

Description

21,1.1971 Le/Sia . . · ·

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsnusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GHBH,

Ar b e L t s ir -.-1 i. nd e r

Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitszylinder mit einem aus mehreren Teilen zusammengesetzten, mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben.

Ein derartiger Arbeitszylinder, wie er beispielsweise in der amerikanischen. Patentschrift 2 371 553 dargestellt Ist, hat. den Nachteil, daß der Kolben samt seinen D L ob, bring en, die' ihn gegenüber der Zylindiitvünd und den beiden Zylinderräumeri abdichten, sbarr alb der KoLbonsbange verbunden isb. Bei einer, selbst geringen Abweichung ^fd*ar Achsrichtung der Kolbenstange von der des Zylinders müssen die Dichtringe·diese Abweichung überbrücken. Dazu ist es aber notwendig, daß der Kolben wegen der Gefahr des '·'■· Aneokens gegenüber- der Zylinderwarid genügend Spiel besitzb. ~*

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Stuttgart 2103646

. Die dadurch entstehende ungleiche Belastung der Dichtringe hat zur Folge, daß sie einem erhöhten Verschleiß unterworfen sind und ihre Aufgabe oft nach kurzer Zeit nicht mehr erfüllen können. ..

Diese iiach teile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die Kolbenstange gegenüber dem die Dichtmittel tragenden Kolbenteil oder den Kolbenteilen radial beweglich ist.

Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Zeichnung veranschaulicht einige Beispiele nach-der Erfindung.

Es zeigen: · . ·

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Arbeitszylinder.

Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach

der Fig. 1
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel

In einem rohrförmigen Teil 1 des Arbeitszylinders ist ein Kolben 2 dichb gleitend geführt der mit einer Kolbenstange 3 verbunden ist. Der Kolben 2 besteht aus mehreren Teilen, darunter "zwei Scheiben ¹V und 5, die auf der Kolbenstange 3 fest angeordnet sind, wobei eine zwischen ihnen liegende Distanzhülse 6 ihren Abstand voneinander bestimmt. Die Teile 4-, 5 und 6 sind durch eine Mutter 7 zusammengehalten, die das Teil ¹V gegen eine Schulter .8 auf der Kolbenstange preßt; sie haben kein . radiaLes Spiel gegenüber der Kolbenstange.

.Zwischen, den Scheiben ^LV und 5 ist ein hohlKylindr.Lsch.es Kolbenteil 9 mit reichlich axialem Spiel und gegenüber der Distanzhülße 6 mib reichLLch radialem Spiel angeordnet. Dieses Kolbenteil 9 nimmt an seinem äußeren Umfang zwei Lippendichtungen und 11 auf, deren Dichtlippen den Druckräumon im Zylinder 1 zu-

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gewandt sind. Zwischen den Idppendientrungen 10 und 11 befindet sich außerdem ein"Führungsring 13, der sich, wie jene, an die Zylinderinnenwand 14 des .Teils 1 anlegt.

Auf den einander zugewandten, ebenen Stirnflächen 15 und 16 der Scheiben 4 und 5 sind in Ringnuten je zwei Dichtungen 17» 13 bzw. 19» i20 im Abstand voneinander eingelassen, die über die Stirnflächen vorstehen, dabei mit den ihnen zugewandten Stirnflächen des Kolbensteils 9 in Berührung stehen, und auf diese Weise Qe ein abgegrenztes Druckfeld 21 bzw. 22 bilden. Jedes der Druckfelder 21 bzw. 22 steht über einen Kanal 23 bzw. 24 im Kolbenteil 9 niit der jeweiligen Hochdruckseite im Arbeitszylinder in Verbindung. Die Kanäle münden an Stellen des Kolbenteils, die beträchtliches Spiel gegenüber der Zylinderinnenwand haben. Am Kolben sind verschiedene Durchmesser eingetragen, nämlich die Durchmesser d2 = d3» die sich bis zu den Dichtringen 17,19 erstrecken, und die Durchmesser d4 = d5, die sich bis zu den Dichtringen 18, 20 erstrecken. Der Durchmesser d1 ist gleich den Innendurchmesser des Zylinders. Es sei angenommen, daß der Kolben 2 von rechts mit Druck beaufschlagt wird. Dadurch steht die Scheibe 5 unter Flüssigkeitsdruck, und zwar nur mit einer wirksamen Kreisfläche mit dem Durchmesser d2» da der Flüssigkeitsdruck auch auf der entgegengesetzten Seite der Scheibe 5 bis zum Durchmesser dp wirkt. Die diesem Druck entsprechende Kraft wird dabei unmittelbar auf die Kolbenstange 3 übertragen. Die Kraft, die aufgrund der druckbeaufschlagten Ringfläche mit den Innendurchmesser d^. des Zylinders und dem Durchmesser dp auf die „ rechte Stirnfläche des Kolbenteils 9 wirkt, wird durch die Kraft, die durch den Druck im· Druckfeld 21 hervorgerufen wird, kompensiert. Das Druckfeld 21 ist über den'Kanal .23» mit der Druckseite des Zylinders verbunden. Das Kolbenteil 9 ist demnach druckentlastet und muß bei einer Radialbewegung .des Kolbenstangenendes, bedingt durch Achsabweichungen des Teils 1 gegenüber der Kolbenstange, lediglich die Reibung an den Ringdichtung en 17 bis 20 überwinden. Wäre diese Druckentlastung nicht vorgesehen, so

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■könnte sich das Kolbenteil 9 nicht radial gegenüber der Kolbenstange bewegen, da dann die Reibungskräfte viel · zu groß wären. Die Druckverhältnisse sind bei der entgegengesetzten Bewegungsrichtung des Kolbens analog. In diesem Fall findet ein Druckausgleich über den anderen Kanal 24 statt, durch den Druckmittel in das Druckfeld 22 fließt.

Beim Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist nur ein Dichtring 19' an der Stirnfläche der Scheibe 5¹ angeordnet. Der Axialdruck, der nicht auf die Scheibe 5' wirkt, wird hier nicht kompensiert, jedoch ist der Unterschied gegenüber dem Beispiel nach Fig. 1, insbesondere bei großem Kolbendurchmesser, sehr gering, so daß in .diesem Fall die Wirkungsweise annähernd der des ArbeitsZylinders nach dem' ersten Beispiel entspricht. Die einfachere Ausführung bedingt auch einen geringeren Aufwand.

Beim Ausf.ührungsbeispiel nach der Fig. 3 ist zwischen den Scheiben 27 und 28 eine dritte Scheibe 29 auf der Kolbenstange 2' fest angeordnet. Zwischen den Scheiben 27 und 29» sowie zwischen den Scheiben 28 und 29 sind im Querschnitt winkelförmige Kolbenteile 30 und 31 angeordnet, die gegen die Zylinderwand abdichtende Lippendichtungen 32 und 33 aufnehmen. Die der mittleren Scheibe 29 zugewandten Flächen der Kolbenteile 30 und 31 nehmen je einen Dichtring 34 bzw. 35 auf. Distanzbuchsen 36 und 37» die über die Kolbenstange 2' geschoben sind, bestimmen den Abstand der Scheiben 27,29,28 voneinander. Eine Mutter 38 spannt die·drei Scheiben 27,29,28 zusammen mit den Distanzbuchsen 36 und 37 gegen eine Schulter 8' der Kolbenstange 2¹. Die Kolbenteile 30 und 31 haben gegenüber den Distanzbuchsen 36 und 37 reichlich radiales Spiel und gegenüber den Scheiben 27»28,29 axiales Spiel. Ein dadurch sich ergebender Ringraum 39 bz-w. 40 ist durch je eine Bohrung 41 bzw. 42 in den Scheiben 27 ' bzw. 28,mit dem jeweiligen Druckraum im Arbeitszylinder verbunden.

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Der Außendurchmesser der Dichtringe 34, 35 ist mit d bezeichnet, der Innendurchmesser des Teils 1 mit D. Über den Ringraum 39 bzw. 40 kann jeweils ein Druckfeld 42 bzw. 43 aufgebaut werden, das vom Dichtring 34 bzw. 35 begrenzt ist. Es sei angenommen, daß der Kolben von rechts mit Druck beaufschlagt wird. Da das winkelförmige Kolbentedl 31 aufgrund des über den Ringrauci 40 beaufschlagten Druckfelds 42 zum großen Teil druckentlastet ist, wirkt nur eine kleine Kraft, die durch die druckbeaufschlagte Ringfläche mit dem Außendurchmesser D und dem Innendurchmesser d hervorgerufen vri.rd, auf die Scheibe 29. Von der Scheibe 29 wird-diese Kraft auf die Kolbenstange 2' übertragen.

Die Kraft, die durch den Druck auf die Kreisfläche mit dem Durchmesser d auf den Kolben wirkt, wird somit - aufgrund des ■Druckfeldes 42 - zum Teil von der Scheibe 29 aufgenommen und auf die Kolbenstange übertragen, zum Teil wirkt die Kraft direkt auf die Kolbenstange.

Durch diese Anordnung ist auch hier nur eine geringe Kraft in radialer Richtung notwendig, um die verschiebbaren Kolbenteile zu bewegen.

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Claims

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Ansprüche

M. jArbeits zylinder mit einem aus mehreren Kolbenteilen zusam- mengesetzten, mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, der gegenüber der Zylinderwand.durch am Außenumfang eines oder mehrerer Kolbenteile angeordheber Dichtmittel abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (2,2') gegenüber dem die Dichtmibtel (10,11) tragenden Kolbenteil oder den Kolbenteilen (9»30,31) radial beweglich ist.'
2. Arbeitszylinder nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Dichtmittel (10,11) tragende Kolbenteil (9) mit reichlich axialem und radialem Spiel zwischen zwei starr mit der Kolbenstange (2) verbundenen Scheiben (4,5) angeordnet ist und daß zwischen den einander zugewandben Stirnflächen dieser Scheiben je ein durch Dichtungen (17-20) abgegrenztes Druckfeld (21,22) ausgebildet ist, das über je einen Kanal (23,24) in jenem Kolbenbeil mit der jeweiligen Ilochdruckseite im Arbeitszylinder in Verbindung steht.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenteil (9) zwei Lippendichbringe (10,11) aufnimmt, deren Dichtlippen den 'Druckraumen zugewandb sind und daß sich zwischen den Lippendichbringen ein Führungsring 13 befindet.

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4. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ₄ daß auf der Kolbenstange drei Scheiben (27»28,29) im Abstand voneinander fest angeordnet sind und in jedem zwi-

■ . sehen izwei benachbarteil Scheiben gebildeten Raum ein das Dichtmittel tragendes Kolbenteil (30,31) angeordnet ist, und daß die der mittleren Scheibe (29) zugewandte Stirnfläche der Scheiben (27,28) einen Dichtring aufnimmt, der die Druckfelder (43 bzw. 44) begrenzt. .
5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Scheiben (27,28,29) voneinander durch die Länge von über die Kolbenstange (2') geschobenen Distanzbuchsen (36,37) bestimmt ist und daß diese Distanzbuchsen zusammen mit den Scheiben durch ein auf der Kolbenstange angeordnetes Spannmittel (38) gegen eine Schulter (8¹) an der Kolbenstange (2¹) gepreßt sind.
6. Arbeitszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (27,28) mindestens je einen in einen zwischen den Distanzbuchsen (36 und 37) und den Kölbenteil (30,31) gebildeten Ringraum (39) einmündenden Durchbruch(41 bzw. 42), besitzen. J

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