DE2156633C3 - Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem mehrteiligen Kolben - Google Patents

Description

SS

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem mehrteiligen Kolben, der zwei lixial zueinander bewegliche Kolbenscheiben aufweist, die zwischen sieh eine im Querschnitt V-förmige Außennut zur Aufnahme eines nachstellbaren Dichtungsringes bilden, mit einer Schraubverbindung zum Verstellen der beiden Kolbenscheiben von außen und mit einer Sicherung zur Fixierung dieser Schraubenverbindung und mit einer Arretiervorrichtung für die Schraubverbindung. «5

Es ist bereits eine derartige Kolben-Zylinder-Anordnung bekannt, (US-PS 1 568 269), die zwei koaxiale Kolbenstangen aufweist, die zur Verstellung der Kolbenscheiben gegeneinander geschraubt weiden können Dabei muß die innere Kolbenstange getrennt von der hölsenförmigcn Kolbenstange in einen Kreuzkopf od dg! eingeschraubt oder sonstwie befestig sein. Dadurch im eine verhältnismäßig große axiale -änge des Kreuzkopfes erforderlich. Zur Aufnahme höherer Drucke ist diese Anordnung nicht geeignet, da jede Kolbenstange für sich den gesamten Druck aufnehmen muß Ein weiterer Nachteil besteht dann. daß in Folge der erwähnten komplizierten Bauweise auch iie Betätigung d.h. die Nachstellung, umständlich rt. Zunächst muß nämlich zum Verstellen eine Kontermutter gelost werden, danach muß die hülsenförmige Kolbenstange gedreht werden, und daraufhin muß die Kontermutter wieder angezogen v> irden. Beim Schrauben der hülsenförmigen Kolbenstange ist unvermeidbar, daß die beiden an den Enden der Kolbenstange vorhandenen Gewinde gleichzeitig betätigt werden. Dadurch ,st der gesamte Schraubweg oder Verstellweg der einen Kolbenscheibe gegenüber der anderen ve'dopp, It. Eine sehr feingängige Verstellung ist daher nicht möglich, du sich die Steigungen der beiden Gewinde addieren. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß das Lösen und Verstellen der beiden Gewinde gleichzeitig zu einer Verdoppelung des für die Verstellung erforderlichen Drehmomentes führt. Eine genaue Dosierung des Verstcllweges ist daher nicht möglich. Die bekannte Kolben-Zylinder-Anordnung ist dalier in die Praxis nicht eingeführt worden.

Es ist weiter ein mehrteiliger Kolben bekannt (DT-PS 932 045). der gleichfalls zwei koaxiale Kolbenstangen aufweist, wobei im wesentlichen die erwähnten Nachteile wieder auftreten. Die Verwendungsmöglichkeit dieser bekannten mehrteiligen Kolben ist in der Regel auf Kolben von Spritzen oder Pumpen begrenzt, bei denen höhere Drücke nicht auftreten.

Schließlich ist auch noch bekannt, die Nachstellung mittels eines Zahnradgetriebes vorzunehmen, zu dessen Betätigung ein Spczialsthlüs'el erforderlich ist, der durch eine Stirnwand des Zylinders hindurchgesteckt werden muß. Hierzu ist auch noch erforderlich, eine entsprechend große Schraube aus der Stirnwandung des Kolbens ganz herauszulösen, damit sich der Schlüssel in die dadurch entstandene Öffnung einführen läßt (US-PS 1 495 286).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die KoI- !■> <Mi-7ylmr1er-Anordnung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß sie nicht nur für hohe Drücke geeignet ist, sondern auch eine sehr schnelle und einfache Nachstellmöglichkeit für die Dichtung am Einsatzort ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß die Arretiervorrichtung zwischen der einen Kolbenscheibe und dem dieser zugewandten Zylinderkopf angeordnet ist, während die andere Kolbenscheibe drehfest mit der Kolbenstange verbunden ist und einen Gewindefortsatz aufweist, der in eine entsprechende Gewindebohrung der gegenüberliegenden Kolbcnscheibe einschraubbar ist, und daß die Kolbenstange an ihrem auch in eingefahrener Endstellung des Kolbens aus dem Zylinder herausragenden Ende Mittel zum Übertragen eines Drehmomentes aufweist.

Dadurch wird zunächst erreicht, daß die doppelte Kolbenstange vermieden ist, wodurch die Konstruktion einerseits wesentlich einfacher wird, andererseits können sehr viel höhere Drücke als bisher aufgenommen werden, so daß die Kolben-Zylinder-Anordnung z. B. für Betätigungseinrichtungen mit hohen Drücken ge-

eignet ist. Pie Nachstellung ist außerordentlich einfach, ds es genügt, die Kolbenstange am Einsätzen feinfühlig beispielsweise durch Angriff eines Schlüssels ατι Ende der Kolbenstange zu drehen, was innerhalb weniger Sekunden im eingebauten Zustand erfolgen kann. S

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Kolbenzylinderanordnung in Seitenansicht,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B in F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie C-D in F i g. I.

F i g. 4 eine Einzelheit des Rastbolzens im Schnitt,

F i g. 5 eine Einzelheit einer Kolbenstangendichtung im Schnitt und

Fig.6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Kolbens nach Fig. I.

Die Kolbenzylinderanordnung nach F i g. 1 zeigt einen Zylinder 2, in dem ein aus den beiden Kolbenscheiben 3 und 4 bestehender Kolben hin und herbewegbar ist, der durch ein Druckmedium wie Öl oder Luft beidseitig beaufschlagbar ist.

Es handelt sich somit um einen doppeltwirkenden Kolben, die Erfindung kann aber auch bei hinein einfachwirkenden Kolben angewendet werden. Der Kolben 3, 4 ist mittels des Dichtringes 1 abgedichtet, der auch zur Führung des Kolbens dient und mit schragen Flächen 3a und 3£> versehen ist, die an entsprechenden schrägen Flächen, also Konusflächen, der Kolbenscheiben anliegen.

Die Kolbenscheibe 3 ist mittels des Gewindestiftes 8 mit der Kolbenstange 25 fest verbunden, während die Kolbenscheibe 4 mit eines Gewindes 18 auf ein entsprechendes Außengewinde der Kolbenscheibe 3 aufgeschraubt ist.

In der dargestellten Lage ist der Drehzapfen 7 der Kolbenscheibe 4 in einer Segmentvertiefung des Zylinderkopfes 13 angeordnet, und der federbelastete Arretierbolzen 5 greift in eine entsprechende Ausnehmung des 7ylinderkopfes 13 ein. Der Zylinderkopf ist zur Befestigung mit dem Auge 38 versehen, durch das ein Befestigungsbolzen 39 gesteckt ist.

Zur Fixierung der beiden Kolbenscheiben 3 und 4 ist eine Rücklaufsperre vorgesehen, von der in F i g. 1 der federbelastete Klinkbolzen 6 zu sehen ist, der in eine entsprechende Ausnehmung der Kolbenscheibe 3 eingreift. Es sind eine größere Anzahl derartiger Ausnehmungen vorgesehen, wie später noch erläutert wird, so daß diese Schraubensicherung in den verschiedensten Stellungen wirksam ist. Die Kolbenscheibe 3 hat einen kolbenstangenseitigen Drehzapfen 10, der in eine entsprechende Bohrung am Zylinderkopf 21 einlaufen kann. Die Kolbenscheibe 3 ist darüber hinaus mit einer Ausnehmung 15 versehen, in die ein Rastbolzen 14 in der entsprechenden Endlage des Kolbens eingreifbar ist. In dieser (nicht dargestellten) Endlage liegt dann der Drehzapfen 10 in der Bohrung 12 des Anschlußstückes 11.

Zur Abdichtung der Kolbenstange 25 sind zwei axial hintereinander angeordnete Dichtringe 19 und 20 vorgesehen, die auch als Führungselemente dienen, zwisehen denen ein Zwischenstück 37 angeordnet ist. Sowohl die Dichtringe als auch das Zwischenstück und die entsprechenden Aufnahmen des Zylinderdeckels 21 zeigen schräge Flachen 19a. 196, 20a, 206, die dem gleichen Zweck dienen, wie die vorerwähnten schrägen Ij Flächen 3a und 36 der Kolbendichtung 1. Der Ring 16 ist mittels des Außengewindes 17 in den Zylinderdeckel 21 eingeschraubt, so daß die schräge Fläche 206 axial in Richtung des Dichtringes 20 beim Einschrauben wirkt.

Dadurch wird der Dichtring 20 und über das Zwischenstück 37 auch der Dichtring 19 in Richtung auf die Kolbenstange 25 radial nachgestellt. Dieses Zwischenstück 37 ist nämlich in axialer Richtung gleitbar angeordnet, so daß sich der Druck auf die Konusfläche 20« zur Axialverschiebung des Zwischenstückes 37 in Richtung des Kolbenstangenauges 22 auswirkt.

In dem Zylinderdeckel 21 sind zwei Klinkenbolten

26 und 29 angeordnet, die dem Klinkenbolzen 6 entsprechen und gleichartig ausgebildet sein können. Sie greifen gan? in Ausnehmungen 28 ein (s. F i g. 2). Diese als Rücklaufsperre wirkende Schraubensicherung verhindert, daß sich der eingeschraubte Ring 16 löst.

Das Kolbenstangenauge 22 ist mitteis eines Gewindestiftes 24 mit der Kolbenstange 25 fest verbunden. Durch Losen dieser Schraube 24 ist es möglich, die Kolbenstange 25 mittels eines Schlüssels zu drehen, ohne daß das Kolbenstangenauge 22 gelöst werden muß. d. h., daß der Befestigungsbolzen 23 im Auge 22 montien bleiben kann. In F i g. 1 ist dargestellt, daß die Kolbenstange 25 außerhalb dtu Zylinders zu diesem Zweck für den Angriff eines Schlüssus ausgebildet ist.

F i g. 2 zeigt, daß das Segment 11 von der» Schrauben

27 durchdrungen ist, das einen vorspringenden Teil des Zylin'lerkopfes 21 hülsenförmig umgibt. Außerdem ist hier zu erkennen, daß die beiden erwähnten Klinkenbolzen 26 und 29 in die erwähnten Ausnehmungen 28 der Schraubenbüchse 16 eingreifen, wie schon an Hand der F i g. 1 erläutert.

Radial nach innen sieht man weiter den Dichtring 20, der die Kolbenstange 25 umgibt. Es sind 8 Ausnehmungen 28 zur Sicherung des Ringes 16 vorgesehen, es können aber auch noch mehr Vertiefungen vorgesehen sein, die der Schraubsicherung nach Art eines Klinkengesperres dienen.

F i g. 3 zeigt, daß die Arretierbolzen 5 und 31 Ähnlichkeit mit den zuvor erwähnten Bolzen 26 und 29 haben, obschon diese einem anderen Zweck dienen. H^;erbei handelt es sich nämlich nicht um eine Schraubsicherung, sondern darum, daß die Bolzen 5 und 31 den Drehzapfen 7 und somit die Kolbenscheibe 4 vorübergehend arretieren, wenn die Kolbens'jnge 25 auf die erwähnte Weise gedreht wird, um die Dichtung 1 nachzustellen. Zur Sicherung der Schraubverbindung gegen ein Lösen ist auch zwischen den Kolbenscheiben 3 und 4 eine Sicherung nach Art eines Klinkengesperres mit dem federbelasteten Klinkenbolzen 6 vorgesehen, der in entsprechende Ausnehmungen der Kolbenscheibe 3 eingreift, die den erwähnten Ausnehmungen 28 entsprechen. Auch hier können wieder zwei Klinkenbolz. η 6 entsprechend den beiden Bolzen 26 und 28 nach F i g. 2 vorgesehen sein.

F i g. 4 zeigt den Rastbolzen 14, dessen Lagerung mit der des Arretierbolzens 5 identisch ist. Auch hier werden zwei derartige Rastbolzen 14 symmetrisch um die Achse der KHbenzylinderanordnung vorgesehen. Die Ausnehmung 15 ist hier strichpunktiert angedeutet, in die der durch die Feder 33 beaufschlagte Rastbolzen 14 eingreift, der in der Hülse 32 gelagert ist, so daß der Bolzen 14 die Kraft aufnehmen kann, mit der die Dichtungen 19 und 20 nachgestellt werden. Wie man der Fig.4 entnehmen kann, zeigt die Ausnehmung 15 in der einen Drehrichtung eine schräge Fläche, so daß es möglich ist, die Kolbenstange 25 in der nicht zu sperrenden Richtung beliebig weit zurückzudrehen.

F i g. 5 zeigt den Dichtungssatz mit den beiden Dichtungen 19 und 20 zur Abdichtung der Kolbenstange 25

im einzelnen. Es soll hier noch einmal dargestellt werden, daß durch Schrauben des Ringes 16 in Richtung auf den Zylinderdeckel 21 über die Schrägfläche 20b die Dichtung gegen die Kolbenstange 25 gedrückt wird, so daß die Dichtung nachgestellt wird. Außerdem ist die Elastizität der Dichtung oder Führung 20, die z. B. aus Kunststoff besteht, nur begrenzt, so daß die Dichtung als Ganzes axial gegen das Zwischenstück 37 geschoben wird, das dadurch seinerseits weiter in Achsrichtung zum Nachstellen der Dichtung 19 in gleicher Weise verschoben wird.

Außerdem zeigt auch dieses Zwischenstück 37 die Schrägfläche, durch die auch hier ein Nachstellen beider Dichtringe 19 und 20 bewirkt wird. Auf diese Weise ist es möglich, durch die Beaufschlagung nur des einen Dichtringes 20 gleichzeitig auch den anderen Dichtring 19 nachzustellen.

Gemäß Fig.6 ist dagegen nur ein im Querschnitt V-förmiger Dichtungsring 1 vorhanden, der in diesem Fall durch die Schrägflächen nach außen gespreizt so wird, wenn die Kolbenscheibe 4 mittels des Gewindes 18 weiter in Achsrichtung auf die Kolbenscheibe 3 aufgeschraubt wird.

Hierzu ist erforderlich, daß der oder die Klinkenbolzen 6 in einer entsprechenden Aufnahme der Kolben- as scheibe 4 axial verschiebbar sind, in der auch noch eine Feder 35 zur Beaufschlagung des Bolzens 6 angeordnet ist. um diesen in einer der Ausnehmungen 36 zu halten, die in F i g. 6 unten angedeutet sind. Wie man sieht, sind diese Ausnehmungen wieder mit den Schrägflächen versehen, damit ein Weiterschrauben möglich ist. wenn der Dichtungsring 1 erneut nachgestellt werden muß. Dabei gleitet dann der Bolzen 6 axial ganz in seine Ausnehmungen zurück, bis er in die nächste Ausnehmung 36 einklinkt.

Zum Nachspannen der Dichtungsringe 1. 19 und 20 ist lediglich erforderlich, die Schraube 24 zu lösen und mittels eines Schlüssels, der zwischen dem Auge 22 und dem Zylinderdeckel 2f direkt an der Kolbenstange 25 angreift, diese in beiden Endstellungen zu drehen.

Es ist also hierzu weder erforderlich, die Leitunger zu lösen, noch eine Demontage anderer Teile vorzu nehmen. Dies ist sehr wichtig, da beim Lösen der Dich tungselcmente Luft in das System kommen könnte, wav wiederum viel Zeit und oft langwierige Entliiftungsiirbciten erfordert, welche durch die Erfindung somit eingespart sind.

Die Wirkung ist dabei die, daß die Koibenschcibe 4 durch den Eingriff des Bolzens 6 in den Zylinderkopf 13 sich nicht mitdreht, so daß die Kolbenscheibe 3 in die Kolbenscheibe 4 weiter eingeschraubt wird. Infolge der Schrägflächen 3«·? und 3fe wird dabei der Dichtungsring 1 nach außen gespreizt. Hierbei rastet der Bolzen 6 nacheinander in die Ausnehmungen ein. bis das Nachziehen beendet ist und verhindert dann eine Riickwärtsdrehung. er bewirkt somit die erwähnte Schraubensicherung. Bei zu starkem Nachstelldruck entsteht ein zu hoher Reibungswert, der durch erhöhten Betriebsdruck angezeigt wird.

Zum Nachstellen der Kolbenstangendichtungen 19 .und 20 wird der Kolben 3.4 in die andere Endlage nach links bewegt, und zwar unter Druck.

Danach wird in gleicher Weise wie zuvor die Kolbenstange 25 gedreht. Da die Kolbenstange 3 durch die Gewinde" jhraube 8 völlig fest mit der Kolbenstange 25 verbunden ist, wird das dadurch ausgeübte Drehmoment über die Ausnehmung 15 und den Bolzen 14. der nunmehr in dieser ruht, auf den Gewindering 16 übertragen, so daß dieser nun weitergeschraubt wird. Dabei werden in der erwähnten Weise die Dichtungen nach innen gegen die Kolbenstange 25 nachgestellt. Ein Rückdrehen durch die Elastizität der Dichtungen kann nicht erfolgen, weil die Klinkenbolzen 26 und 29 in die Ausnehmungen 28 einrasten, wo durch die Rückdrehung verhindert ist.

Nachdem lediglich durch Drehen der Kolbenstange 25 das Gewinde-Nachstellen beider Dichtungen erfolgt ist. genügt es. die Schraube 24 wieder anzuziehen, woraufhin die Kolbenzylindereinrichtung sogleich wieder benutzt werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem mehrteiligen Kolben, der zwei axial zueinander bewegli- S ehe Kolbenscheiben aufweist, die zwischen sich eine im Querschnitt V-förmige Außennut eines nachstellbaren Dichtungsringes bilden, mit eine« Schraubverbindung zum Verstellen der beiden Kolbenscheiben von außen und mit einer Sicherung zur Fixierung dieser Schraubenverbindung und mit einer Arretiervorrichtung für die Schraubverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung (5,31) zwischen der einen KoI-benscheibe (4) und dem dieser zugewandten Zylinderkopf (13) angeordnet ist, während die andere Kolbenscheibe (3) drehfest mit der Kolbenstange (25) verbunden ist und einen Gewindefortsatz (18) aufweist, der in eine entsprechende Gewindebohrung der gegenüberliegenden Kolbenscheihe (4) ao einschraubb:'¹" ist. und daß die Kolbenslange an ihrem auch in eingefahrener Endstellung des Kolbens aus dem Zylinder herausragenden Ende Mittel zum Übertragen eines Drehmomentes aufweist.

2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch I as in der Anwendung der Nachstelleinrichtung für das Nachstellen der Kolbenstangendichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kolbenstangendichtung aufnehmende Zylinderdeckel (21) und ein in diesen vom Zylinderinnern her einschraubbarer Ring (16) zv/ischen sich eine V-förmige Innennut zur Aufnahme eines Dichtungsringes (20) einschließen und daß der Ring (16) uM die ihm gegenüberliegende Kolbenscheibe (3) eine zwischen diesen Teilen wirksame Arretiervorr.chtung (14, 15) aufweisen.

3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiervorrichtung einen federnden Rastbolzen (5, 14) aufweist, der in eine entsprechende Ausnehmung (15) des ihm gegenüberliegenden Maschinenteiles (13. 10) eingreift.

4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (15) eine Schrägfläche aufweist, so daß die Arretierung nur in einer Drehrichtung zum Nachstellen des Dichtringes erfolgt.

5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden gegeneinander schraubbaren Teilen (3, 4; 16. 21) eine Rücklaufsperre (6,26) angeordnet ist.