DE2205410C2

DE2205410C2 - Piston unit for vibration systems

Info

Publication number: DE2205410C2
Application number: DE19722205410D
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Dipl.-Ing. 4330 Muelheim Dinsing
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-02-05
Filing date: 1972-02-05
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DE2205410B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kolbenaggregat mit geringem Hub und geringen am zugehörigen Kolben angreifenden Führungskräften — insbesondere für Vibrationsanlagen —, wobei der Kolben ein- oder zweiseitig druckbeaufschlagt ist.The invention relates to a piston unit with a small stroke and a small piston on the associated piston attacking executives - especially for vibration systems -, with the piston one or is pressurized on both sides.

Bei Kolbenaggregaten — insbesondere für Vibrationsanlagen — besteht das Erfordernis, die Reibungskräfte zwischen Kolben und Zylinder möglichst klein zu halten, um die Dämpfung des Vibrationssystems beherrschen zu können. Dies wird vor allem dadurch in Frage gestellt, daß zum Teil nicht unerhebliche Querkräfte an dem betreffenden Kolben angreifen. In the case of piston units - especially for vibration systems - there is a requirement to reduce the frictional forces between piston and cylinder to be kept as small as possible in order to dampen the vibration system to be able to master. Above all, this is called into question by the fact that in some cases not insignificant Attack transverse forces on the piston in question.

Es sind Kolbenaggregate für Vibrationsanlagen bekannt, bei denen die Führung des Kolbens und seine Abdichtung im zugehörigen Zylinder über die miteinander in Berührung stehenden Paßflächen beider Teile erfolgt. Bei dieser Ausführung werden jedoch durch am Kolben angreifende Querkräftc unter Umständen ungünstige Flächenpressungen hervorgerufen, deren Größe nur durch Verlängerung des Kolbens in Grenzen gehalten werden kann.There are known piston units for vibration systems in which the guide of the piston and its sealing in the associated cylinder via the mating surfaces of the two in contact with one another Parts takes place. In this design, however, the transverse forces acting on the piston are reduced Under certain circumstances, unfavorable surface pressures caused, the size of which is only due to the extension of the piston can be kept within limits.

Bei einer anderen bekannten Bauart von Kolbenaggregaten für Vibrationsanlagen werden die am Kolben angreifenden Querkräfte von hydrostatischen Lagern aufgenommen. Die Verwendung derartiger Lager ist jedoch mit einem verhältnismäßig hohen technischen Aufwand verbunden.In another known type of piston units for vibration systems, the am Pistons attacking transverse forces from hydrostatic Camps added. However, the use of such bearings is relatively high technical effort connected.

In der deutschen Offenlegungsschrift 1 476 668 ist eine mit einem Umsteuerventil ausgestattete Preßluft-Hubeinrichtung beschrieben, welche auf einer Seite mit einer den Druckraum abdichtenden Membran und auf der anderen Seite mit einer Zentriermembran versehen ist.In the German Offenlegungsschrift 1 476 668 there is a compressed air lifting device equipped with a reversing valve described, which on one side with a membrane sealing the pressure chamber and is provided with a centering membrane on the other side.

Die als Antriebsmedium verwendete Druckluft wird bei dieser Einrichtung in den Raum zwischen einer ortsfesten Grundplatte, der Membran und der mit dieser verbundenen Rüttelplatte eingeleitet. Da die Membran dem innerhalb des erwähnten Raumes herrschenden Luftdruck voll ausgesetzt ist, kann die bekannte Preßluft-Hubeinrichtung nur bei verhältnismäßig niedrigen Arbeitsdrücken eingesetzt werden.The compressed air used as the drive medium is in this device in the space between a stationary base plate, the membrane and the vibrating plate connected to it. There the membrane is fully exposed to the air pressure prevailing within the space mentioned, the known compressed air lifting device can only be used at relatively low working pressures.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Kolbenaggregat zu entwickeln, welches trotz kleiner Baulänge von Kolben und Zylinder mit geringen Reibungskräften arbeitet und welches außerdem hohe Arbeitsdrücke zuläßt.The present invention has set itself the task of developing a piston unit which works with low frictional forces despite the small overall length of the piston and cylinder, and which one also allows high working pressures.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Umfangsfläche des Kalbens zusammen mit der diese umschließenden Fläche des Zylinders lediglich eine an sich bekannte Abdichtung der drucklosen bzw. der unter dem niedrigeren Druck stehenden Stirnseite des Kolbens bildet und achsgleich zum Kolben und Zylinder liegende, an beiden Teilen befestigte membranartige Führungsteile vorhanden sind, die infolge der Verformbarkeit ihres weder am Kolben noch am Zylinder befestigten Abschnitts eine Bewegung des Kolbens nur in axialer Richtung zulassen, wobei die auf der bzw den druckbeaufschlagten Stirnseiten des Kolbens befindlichen Führungsteile durch eine eier mehrere Bohrungen druckentlastet sind, welche sich auf deren zwischen den Befestigungsstellen liegendem Abschnitt befinden.According to the invention, this object is achieved in that the circumferential surface of the calving together with this surrounding surface of the cylinder only a known seal of the unpressurized or the face of the piston under the lower pressure forms and coaxially Membrane-like guide parts attached to the piston and cylinder and attached to both parts are available due to the deformability of their portion attached neither to the piston nor to the cylinder allow a movement of the piston only in the axial direction, the on or the pressurized end faces of the piston located guide parts through one egg several holes are relieved of pressure, which are located on the section between the fastening points condition.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß jeweils ein oder mehrere Führungsteile im Bereich der Kolbenbzw. Zylinderstirnflächen in einem Abstand von der Kolbenachse befestigt sind, der erheblich kleiner bzw. erheblich größer ist als der Kolbenradius, und die Teile, die unmittelbar oder mittelbar mit den Führungsteilen in Verbindung stehen, — abgesehen vor. den Befestigungsstellen — in einem gewi¹- en Abstand von den Führungsteilen angeordnet sind.A particularly advantageous embodiment of the subject matter of the invention is that one or more guide parts in the area of the piston or. Cylinder end faces are attached at a distance from the piston axis which is considerably smaller or considerably larger than the piston radius, and the parts that are directly or indirectly connected to the guide parts - apart from before. the mounting points - are arranged en distance from the guide members - in a threaded ^first

Die Führungsteile können auch am Kolbenradius mit dem Kolben befestigt sein; dadurch wird jedoch der Bewegungsspielraum des Kolbens in axialer Richtung verkleinert. Die Größe des Abstandes hängt dabei von der Größe des durch den Kolben auszuführenden Hubes ab.The guide parts can also be attached to the piston at the piston radius; this will however the range of motion of the piston in the axial direction is reduced. The size of the gap depends on the size of the stroke to be performed by the piston.

Die auf der druckbeaufschlagten Stirnseite des Kolbens befindlichen Führungsteile können vorteilhaft auch dadurch druckentlastet werden, daß die beiden Seiten der Führungsteile durch äußere, also beispielsweise im Zylinder angeordnete Kanäle miteinander verbunden sind. Die Führungsteile sind vorteilhaft als Scheiben ausgebildet; sie können jedoch auch andere Formen aufweisen.The guide parts located on the pressurized face of the piston can be advantageous are also relieved of pressure in that the two sides of the guide parts by outer, so for example, channels arranged in the cylinder are connected to one another. The guide parts are advantageous designed as discs; however, they can also have other shapes.

Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following, the subject matter of the invention is illustrated using an exemplary embodiment shown in the drawing explained in more detail.

Bei dem im Schnitt dargestellten Kolbenaggregat ist der Kolben 1 von einer Zylinderbuchse 2 um-In the piston unit shown in section, the piston 1 is surrounded by a cylinder liner 2.

schlossen, die mit einem Gehäuse 3 in Verbindung steht.closed, which is in communication with a housing 3.

Der Kolben 1 wird mit Druckflüssigkeit beaufschlagt, welche dem mittels eines Deckels 5 abgeschlossenen Raum 4 durch die ölTnung 6 zugeführt wird.The piston 1 is acted upon with pressure fluid, which is closed off by means of a cover 5 Space 4 is fed through the oil duct 6.

Die mit geringem Abstand voneinander angeordneten Flachen Γ und 2' der Teile 1 und 2 bilden eine Spaltdichtung, welche die untenliegende Stirnseite des Kolbens gegen die betreffende Druckflüssigkeit ίο abdichtet.The closely spaced surfaces Γ and 2 'of parts 1 and 2 form a Gap seal, which the lower end face of the piston against the relevant hydraulic fluid ίο seals.

Der Kolben I ist beiderseitig aittels einer Spannschraube? bzw. unter Zwischenschaltung einer Scheibe 8 mittels einer Kolbenstange 9 mit je einem scheibenförmigen membranartigen Führungsteil 10 bzw. 11 verbunden. Die beiden Führungsteile sind mit ihrem äußeren Abschnitt zwischen dem Deckel 5 bzw. einem Deckel 12 und dem Gehäuse 3 eingespannt. The piston I is on both sides by means of a clamping screw? or with the interposition of a disc 8 by means of a piston rod 9 with one each disk-shaped membrane-like guide part 10 and 11 respectively. The two guide parts are clamped with its outer section between the cover 5 or a cover 12 and the housing 3.

Die über die Kolbenstange 9 in den Kolben 1 eingeleiteten Querkräfte werden von den membranartigen Führungsteilen 10 und 11 aufgenommen; der Kolben kann sich dementsprechend nur in axialer Richtung hin- und herbewegen. An den Flächen 1' und 2' treten daher im Idealfall keine Reibungskräfte auf.The transverse forces introduced into the piston 1 via the piston rod 9 are controlled by the membrane-like Guide parts 10 and 11 added; accordingly, the piston can only move axially Move direction back and forth. In the ideal case, therefore, no frictional forces occur on surfaces 1 'and 2' on.

Um dem Kolben 1 einen gewissen Bewegungsspielraum in axialer Richtung zu verschaffen, sind die uen Führungsteilen 10 und 11 zugewandten Seiten der Teile 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 und 12 — abgesehen von der Befestigungsstelle selbst — in axialer Richtung um ein bestimmtes Maß zurückgesetzt. Das Führungsteil 10 ist zur Erzielung eines Druckausgleichs zwischen seiner oberen und unteren Seite mit Bohrungen 10' versehen.In order to provide the piston 1 with a certain amount of freedom of movement in the axial direction, the uen Guide parts 10 and 11 facing sides of parts 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 and 12 - apart from the Fastening point itself - set back by a certain amount in the axial direction. The leadership part 10 is to achieve a pressure equalization between its upper and lower side with holes 10 ' Mistake.

Das Führungsteil 11 dient gleichzeitig als Dichtung gegen Leckflüssigkeit, die durch die aus den Flächen 1' und 2' gebildete Spaltdichtung in den drucklosen Raum 13 gelangt ist. Die Leckflüssigkeit wird über den Leckanschluß 14 nach außen abgeführt. I.η die Deckel 5 und 12 sowie in das Gehäuse 3 sind ringförmige Kanäle 15 eingearbeitet, die zur Aufnahme von O-Ringen IS' zur äußeren Abdichtung dienen. Das Kolbenaggregat ist über ein Stützelement 16 mit der Umgebung verbunden.The guide part 11 also serves as a seal against leakage fluid that is caused by the Areas 1 'and 2' formed gap seal has passed into the pressureless space 13. The case drain is discharged to the outside via the leakage connection 14. I.η the covers 5 and 12 and in the housing 3 Annular channels 15 are incorporated to accommodate O-rings IS 'for external sealing serve. The piston unit is connected to the environment via a support element 16.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß der Kolben, auch bei kleiner Baulänge nicht verkn-'.en kann. Demzufolge treten an den gegeneinander bewegten Flächen von Kolben und Zylinder auch dann keine oder nur verhältnismäßig geringe Reibungskräfte auf, wenn Querkräfte in den Kolben eingeleitet werden. Da der Kolbe;; im wesentlichen lediglich in axialer Richtung beweglich ist, wird die Passung zwischen Kolben und Zylinder und dementsprechend die Dichtleistung der aus diesen Teilen gebildeten Spaltdichtung auch durch langandauernden Betrieb kaum verändert.The advantage of the present invention is particularly to be seen in the fact that the piston, also with small overall length cannot be linked. As a result occur on the surfaces of the piston and cylinder that are moved against one another, even then, or only proportionally low frictional forces when transverse forces are introduced into the piston. Since the piston ;; is essentially only movable in the axial direction, the fit between piston and Cylinder and, accordingly, the sealing performance of the gap seal formed from these parts as well hardly changed by long-term operation.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Kolbenaggregat infolge der Druckentlastung der im Druckraum befindlichen Führungsteile auch für hohe Arbeitsdrücke verwendet werden kann.Another major advantage of the invention is that the piston unit as a result of Pressure relief of the guide parts located in the pressure chamber is also used for high working pressures can be.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Piston unit with a small stroke and low management forces acting on the associated piston - In particular for vibration systems -, the piston on one or two sides is pressurized. characterized in that the peripheral surface (1 ') of the Piston (1) together with the surrounding surface (2 ') of the cylinder (2) only a known seal of the pressureless or the one under the lower pressure The face of the piston forms and is coaxial with the piston (1) and cylinder (2) on both Parts fixed membrane-like guide parts (10, 11) are present, which as a result of the deformability their portion attached neither to the piston (1) nor to the cylinder (2) movement of the piston (1) only in the axial direction, whereby the one or the pressurized Guide parts (10) located at the front of the piston through one or more bores (10 ') are pressure-relieved, which are located on the section lying between the fastening points condition.

2. Piston unit according to claim 1, characterized in that each one or more Guide parts (10, 11) in the BeHch of the piston or Cylinder end faces> n a distance of are attached to the piston axis, which is considerably smaller or considerably larger than the piston radius, and the parts that are directly or indirectly connected to the guide parts (10, 11) stand - apart from the fastening points - at a certain distance from the Guide parts (10, 11) are arranged.