DE2514778C2

DE2514778C2 - Kolben-Zylinder-Aggregat

Info

Publication number: DE2514778C2
Application number: DE2514778A
Authority: DE
Inventors: Heinz 9470 Buchs Lampert
Original assignee: WERNER LOOSER MASCHINENBAU RIEDERN CH
Current assignee: WERNER LOOSER MASCHINENBAU RIEDERN CH
Priority date: 1974-04-09
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1983-12-08
Also published as: JPS5195577A; US3961565A; SE7503909L; FR2267495A1; GB1474853A; DE2514778A1; SE421085B; FR2267495B1; AT331490B; CA1022409A; CH576598A5; ATA261775A; JPS584201B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Kolben-Zylinder-Aggregat mit einer verdrehsicheren Axialführung für den Kolben im Zylinder, mit einem zwischen Kolben und Zylinder koaxial angeordneten zylindrischen Zwischenteil, wel-. ches einerseits mit dem Kolben und andererseits mit dem Zylinder jeweils gleichmäßig über den Umfang verteilt formschlüssig in Führungseingriff steht

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Kolben-Zylinder-Aggregat zu schaffen, dessen Parallelhalteeigenschaften besonders gut ausgebildet sind, so daß speziell bei kurzhubigen Aggregaten und großen Lasten stets eine verkantungsfreie Kolbenbewegung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zwischenteil getrennt angeordnet ist von der Axialführung des Kolbens und welches den Kolben gegenüber dem Zylinder über den formschlüssigen Führungseingriff axial abstützt, welcher durch an der Innenseite und Außenseite des Zwischenteils angeordnete und gegenüber der Zylinderachse geneigte, zueinander gegenläufige Vsrzahnungen od. dgl. gebildet ist.

Beim gegen Verdrehen gesicherten Verschieben des Kolbens übt dieser über die zugewandte Verzahnung od. dgl. eine Drehkraft auf das Zwischenteil aus, das sich hierdurch mittels der gegenläufigen anderen Verzahnung od. dgl. in Richtung der Kolbenbewegung am Zylinder sozusagen entlangschraubt und die axiale Kolbenbewegung mit langsamerer Geschwindigkeit mitmacht.

Dabei stützt sich während des gesamten Kolbenhubes der Kolben in axialer Richtung über die eine Verzahnung od. dgl. am Zwischenteil ab, das seinerseits über die andere Verzahnung od. dgL am Zylinder abgestützt ist Man erhält somit neben der verdrehsicheren Axialführung eine sehr gute Parallelführung des Kolbens. Hierzu trägt ferner die axiale Mitnahmebewegung des Zwischenteils bei, das auch am Hubende, wenn der Kolben aus dem Zylinder ausgefahren ist, den

ίο Kolben überlappt und somit außerdem eine verbesserte radiale Kolbenabstützung bewirkt

Die genannte Parallelhalteeigenschaft ist vor allem dann von großer Bedeutung, wenn große Lasten auftreten und/oder das Kolben-Zylinder-Aggregat ein Kurzhubaggregat ist, bei dem der Maximalhub kleiner als der Kolbendurchmesser ist Derartige Kurzhubaggregate finden beispielsweise für Schlitzpressen im Bauwesen Verwendung. Auch hier wird ein Verkanten und somit die Gefahr eines Verklemmens mit Sicherheit vermieden.

Aus dem DE-GM 69 06 008 ist ein Aggregat mit den eingangs genannten Merkmalen bekannt In diesem Falle wird das Zwischenteil jedoch von einem den Kolbenhub verlängernden Teleskoprohr gebildet, bei dem der von Nuten und in diesem laufenden Kugeln gebildete formschlüssige Führungseingriff nur die verdrehsichere Axialführung für den Kolben herstellt
Der Zweck des Zwischenteils und des formschlüssigen Eingriffs ist deshalb ein ganz anderer, so daß keine weiter gehenden Berührungspunkte vorhanden sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Doppelschnitt durch eine als Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Aggregats dargestellte Schlitzpresse und

F i g. 2 die Ansicht des Zwischenteils des Aggregats gemäß F ig. 1.

Die in F i g. 1 im Schnitt dargestellte druckmittelbetriebene Schlitzpresse umfaßt einen Zylinder mit einem ringförmigen Zylindergehäuse 1 und einem in dieses eingeschraubten Zylinderdeckel 2. In dem Zylindergehäuse 1 ist ein Kolben 3 axial verschiebbar angeordnet In F i g. 1 ist im linken Halbschnitt die unterste Anschlagposition des Kolbens 3 und im rechten Halbschnitt die oberste Anschlagposition des Kolbens 3 dargestellt. Mit dem Zylinderdeckel 2 ist ein Zahnkranz 5 drehfest verbunden. Der Zahnkranz 5 weist auf seiner äußeren Mantelfläche eine geneigte Verzahnung, beispielsweise ein gewindeartiges Profil, auf. In

so Abwandlung von F i g. 1 können Zylinderdeckel 2 und Zahnkranz 5 auch einteilig' ausgebildet sein. Im Ausführungsbeispiel ist der Zahnkranz 5 mit dem Zylinderdeckel 2 durch mindestens eine Schraube 10 drehfest verbunden.

Zwischen dem Zahnkranz 5 und der Innenwand des Kolbens 3 befindet sich ein zylinderförmiges Zwischenteil 4. Dieses Zwischenteil 4 ist an seiner Innenseite mit einer geneigten Verzahnung versehen, welche mit der Verzahnung des Zahnkranzes 5 kämmt Die Außenseite des Zwischenteils 4 besitzt eine zur Verzahnung an der Innenseite gegenläufig geneigte Verzahnung, welche mit einer entsprechend geneigten Verzahnung an der Innenseite des Kolbens 3 kämmt. Fig.2 zeigt das Zwischenteil 4 gemäß F i g. 1 in perspektivischer Ansicht. Es ist klar erkennbar, daß die geneigten Verzahnungen auf der Innen- und der Außenseite gegensinnig verlaufen.

Damit sowohl für die Verzahnung zwischen dem

Zwischenteil 4 und dem Kolben 3 als auch zwischen dem Zwischenteil 4 und dem Zahnkranz 5 gleiche Momenivnflächen vorhanden sind, sind die beiden Verzahnungen entweder mit gleicher Steigung und verschiedenen Flankenwinkeln oder mit gleichen Flankenw'inkeln und verschiedenen Steigungen ausgestatte:.. Ein Flankenwinkel von 45° gegenüber der Gewindeachse hat sich hinsichtlich der Verteilung der Momentenflächen und hinsichtlich der Gleiteigenschaften als besonders günstig erwiesen.

Zur Zuführusg eines Druckmittels ist im Zylindergehäuse 1 eine Druckmittel-Einlaßöffnung 9 vorgesehen, weiche über einen Kanal 11 im Zylindergehäuse 1 bzw. im Zylinderdeckel 2 auf die äußere Verzahnung des Zwischenteils 4 führt An dieser Stelle tritt das Druckmittel über die Verzahnung in den Bereich oberhalb des Zwischenteils 4 über, um an der inneren Stirnfläche des Kolbens 3 anzugreifen.

Der Kolben 3 ist in seinem mittleren Bereich mit einem Keil 12 versehen, welcher in einei Nut 13 innerhalb des Zahnkranzes 5 axial verschiebbar ist Dies ergibt eine verdrehsichere Axialführung äes Kolbens 3 am Zahnkranz 5 und somit am Zylinder.

Zur Verhinderung eines Druckmittelaustrittes sind verschiedene Dichtungsringe vorgesehen, so ein Dichtungsring 7 zwischen dem Zylindergehäuse 1 und dem Zylinderdeckel 2 und zwei Dichtungsringe 6 und 8 zwischen dem Zylindergehäuse 1 und dem Kolben 3. Man kann bekannte und handelsübliche Dichtungsringe verwenden. Die Dichtungsringe sind keinen besonderen Beanspruchungen und keinem extrem hohen Verschleiß unterworfen.

Bei Zufuhr eines Druckmittels über den Druckmittel-Einlaß 9 stellt sich eine Druckwirkung auf die innere Stirnfläche des Kolbens 3 ein. Dieser wird dadurch nach oben gedrückt und bewegt zwangsweise das Zwischenteil 4 ein Stück mit nach oben, wobei dieses durch die beiden gegenläufigen Verzahnungen zwangsweise geführt ist und damit auch eine axiale Führung des Kolbens 3 gegenüber dem Zahnkranz 5 vornimmt. Dadurch wird ein Verkanten des Kolbens 3, welches bei derart kurzen Zylinderbauweisen im allgemeinen nicht vollständig ausgeschlossen werden kann, im vorliegenden Fall vollständig vermieden. Durch die Wirkung des gegenläufig verzahnten Zwischenteils 4 wird der Kolben 3 gegenüber dem Zylinder in jeder Hubposition absolut parallel geführt

Da das zugeführte Druckmittel vom Kanal 11 aus über d>e geneigte Verzahnung geführt wird, wirkt dieses gleichzeitig als Schmiermittel. Die geneigte Verzahnung ist damit vollständig geschmiert, wodurch sich auch optimale Gleiteigenschaften für den Zwischenteil 4 ergeben.

Vorzugsweise ist der Zylinderdeckel 2 mit einer kreisförmigen Ausnehmung 14 versehen, während die obere Kolbenstirnfläche einen entsprechenden kreisförmigen Vorsprung 15 aufweist Dadurch ist es möglich, mehrere dieser Aggregate übereinander zu stapeln, wodurch sich der erzielbare Maximalhub entsprechend vervielfacht

Vorzugsweise sind am Zylindergehäuse 1 Einhängevorrichtungen 16 angebracht, mit weichen mehrere derartige Aggregate untereinander verbunden werden können, so daß sie bei gleichzeitiger Beaufschlagung mit einem Druckmittel parallel wirken und damit eine Kraftvervielfachung verursachen.

In besonders vorteilhafter Weise ist durch die beschriebene Ausbildung bei nicht angelegtem Druckmittel eine momentenfreie Demontage des Aggregats zu seiner Wartung möglich.

Durch die beschriebene Ausbildung des Zwischenteils 4 treten zwischen dem Zylindergehäuse 1 und dem Zahnkranz 5 keine bei der Montage hinderlichen Kraftmomente auf.

Das beschriebene Aggregat läßt sich nach einfachen Abwandlungen für die verschiedenartigsten Zwecke verwenden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung des Aggregats im Bauwesen als sogenannte Schlitzpresse. Mit seiner Hilfe lassen sich erhebliche Lasten ohne Gefahr des Verkantens des Kolbens 3 innerhalb des Zylindergehäuses 1 anheben oder auseinanderdrücken.

Unter dem oben verwendeten Begriff »Verzahnung« ist nicht nur eine normale Verzahnung sondern auch ein normales Gewinde oder eine gewindeartige Verzahnung zu verstehen. Es wird also der gesamte Bereich zwischen reinem Gewinde und reiner Verzahnung erfaßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolben-Zylinder-Aggregat mit einer verdrehsicberen Axialführung für den Kolben im Zylinder, mit einem zwischen Kolben und Zylinder koaxial angeordneten zylindrischen Zwischenteil, welches einerseits mit dem Kolben und andererseits mit dem Zylinder jeweils gleichmäßig über den Umfang verteilt formschlüssig im' Führungseingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (4) getrennt angeordnet ist von der AxialfühniEg (12, 13) des Kolbens (3) und welches den Kolben (3) gegenüber dem Zylinder (1,2,5) über den formschlüssigen Führungseingriff axial abstützt, welcher durch an der Innenseite und Außenseite des Zwischenteils (4) angeordnete und gegenüber der Zylinderachse geneigte, zueinander gegenläufige Verzahnungen od. dgL gebildet ist

2. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geneigten Verzahnungen od. dgl. gleiche Steigungen und verschiedene Flankenwinkel oder umgekehrt aufweisen.

3. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (4) zwischen der Kolben-Innenseite und einem außen verzahnten, drehfesten Zahnkranz (5) des Zylinders angeordnet ist

4. Kolben-Zylinder-Aggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (5) und der Zylinder einteilig ausgebildet sind.

5. Verwendung eines Kolben-Zylinder-Aggregats, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Aggregat als druckmittelbetriebene Schlitzpresse eingesetzt wird.