DE2940570A1

DE2940570A1 - Kolben-zylinder-einheit fuer ein pneumatisches oder hydraulisches druckmedium

Info

Publication number: DE2940570A1
Application number: DE19792940570
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: Friebe & Reininghaus Ahc
Current assignee: Friebe & Reininghaus Ahc
Priority date: 1979-10-06
Filing date: 1979-10-06
Publication date: 1981-04-16

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Einheit für ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmedium mit gegebenenfalls mehreren teleskopartig ineinander und in den Zylinder einfahrbaren Kolbenstangen, wobei die Kolbenstangen gegebenenfalls mit einer Schutzhülle überzogen sein können und der Zylinder und gegebenenfalls vorhandene mittlere Kolbenstangen einen Abschlussring aufweisen.
Zur Erzeugung einer gerichteten Kraft werden an den verschiedensten Einsatz stellen Kolben-Zylinder-Einheiten eingesetzt. Diese bestehen in der Regel aus einem Zylinder und einer oder mehreren teleskopartig ineinander geschachtelten Kolbenstangen. Ein Abschluss- und Führungsring dient hierbei zur Begrenzung des Hubes und zur Führung der Kolbenstange und wird am oberen Ende des Zylinderrohres bzw. am oberen Ende der mittleren Kolbenstangen angebracht. Wegen der großen Kräfte, die in der Endlage der Kolben-Zylinder-Einheiten übertragen werden müssen, und wegen der notwendigen Zentrierung der Kolbenstange zum Zwecke der Abdichtung des Druckmediums ist der Abschlussring sehr genau an den Außendurchmesser der Kolbenstange angepasst.
Wird die Kolbenstange durch eine außermittig angreifende Kraft beim axialen Einschub gleichzeitig gebogen, so treten im Bereich des Abschlussringes extrem hohe Querkräfte auf, die in die Kolbenstange eingeleitet werden und diese nur unter Oberwindung einer nicht unerheblichen Lasterhöhung einschieben lassen. Bei zu großen Querkräften kann es sogar zum Versagen der Kolben-Zylinder-Einheit durch Verbiegen der Kolbenstange kommen. Besonders kritisch sind diese Querkräfte bei Kolbenstangen, die beispielsweise zum Zwecke des Korrosionsschutzes mit einer Schutzhülle etwa aus Edelstahl überzogen sind. Die durch die hohen Querkräfte erzeugten hohen Kantenkräfte am Abschlussring wirken auf die Schutzhülle ein und halten diese bei axialem Einschub der Kolbenstange fest, so daß es zu einer Verschiebung der Schutzhülle unter Bildung von Falten oberhalb des Abschlussringes kommen kann. Beim weiteren Einschub wird dann die Schutzhülle zerstört und somit die Kolben-Zylinder-Einheit unbrauchbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kolben-Zylinder-Einheit der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der in die Kolbenstange eingeleitete Querkräfte zu keiner erheblichen Lasterhöhung beim Einschieben der Kolbenstange führen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Spiel zwischen Kolbenstange und Abschlussring, innerhalb von dem die Kolbenstange verschiebbar ist, relativ groß ausgeführt ist und der Abschlussring auf seiner der Kolbenstange zugewandten Innenseite eine im Querschnitt halbkreisförmige Eindrehung aufweist, in die eine Reihe von Führungssteinen eingelegt ist, die durch einen Kunststoffring in Einbaulage und mit Abstand zueinander gehalten werden.
Wird hierbei die Kolbenstange durch Querkräfte gebogen, so stellen sich die Führungssteine auf die Biegelinie der Kolbenstange ein und liegen immer flächig an, wodurch die nachteiligen Kantenkräfte nicht auftreten können.
Besonders günstig ist dies bei Kolben-Zylinder-Einheiten, die beispielsweise als hydraulische Grubenstempel im Bergbau zum Zwecke der Gewichtsreduzierung aus Leichtmetall gefertigt sind, da aufgrund des gegenüber Stahl erheblich kleineren Elastizitätsmoduls hierbei die Ausbiegung bei außermittigem Kraftangriff sehr groß ist.
Zweckmäßigerweise ist der Kunststoffring mit sich radial auswärts erstreckenden Lamellen versehen, die zwischen den Führungssteinen angeordnet sind und diese mit Abstand zueinander halten. Die Führungssteine können mit einer die Gleiteigenschaften erhöhenden Beschichtung, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen, versehen sein. Ferner können die Führungssteine eine innen umlaufende Nut zur Aufnahme des Kunststoffrings besitzen und sind zweckmäßigerweise in axialer Richtung kreissegmentförmig ausgebildet.
Darüber hinaus können die Führungssteine in ihrer Materialqualität so auf das Material der Kolbenstange bzw. des Abschlussrings abgestimmt sein, daß ein Fressen sicher vermieden wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Figuren la und ib zeigen eine Kolben-Zylinder-Einheit unter zentrischer bzw. exzentrischer Last.
Figur 2 zeigt schematisch eine Kolben-Zylinder-Einheit gemäß der Erfindung.
Figur 3a und 3b zeigen einen Führungsstein für die Kolben-Zylinder-Einheit von Figur 2 perspektivisch bzw. eine Ansicht in Richtung des Teils A von Figur 3a.
Figur 4 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie B-B von Figur 2.
Die in den Figuren la und ib dargestellte Kolben-Zylinder-Einheit besteht aus einem Zylinder 1 und einer einzigen Kolbenstange 2, die in dem Zylinder 1 verfahrbar angeordnet ist. Damit die Kolbenstange 2 zentriert und das Druckmedium innerhalb des Zylinders 1 abgedichtet wird, ist ein Abschlussring 3 am oberen Ende des Zylinders 1 vorgesehen, der bei bekannten Kolben-Zylinder-Einheiten sehr genau an den Außendurchmesser der Kolbenstange 2 mit seinem Innendurchmesser angepasst ist. Unter zentrischer Last gemäß Figur 1a ergeben sich hierbei keinerlei Probleme. Jedoch bei exzentrischer Last gemäß Figur 1b wird die Kolbenstange 2 verbogen, wobei hohe Querkräfte in die Kolbenstange eingeleitet werden, so daß diese nur unter Überwindung einer nicht unerheblichen Lasterhöhung einschiebbar ist.
Gemäß Figur 2 wird dieses Problem dadurch beseitigt, daß zwischen der Kolbenstange 2 und dem Abschlussring 3 wie dargestellt ein relativ großes Spiel belassen wird, der Abstand zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange 2 und der Innenseite des Abschlussrings 3 kann in der Größenordnung vono,5mn bis 2 mm liegen. Ferner ist zu diesem Zweck der Abschlussring auf seiner der Kolbenstange zugewandten Innenseite mit einer im Querschnitt halbkreisförmigen Eindrehung 4 versehen, in die eine Reihe von Führungssteinen 5 eingelegt ist. Die Führungssteine 5 werden durch einen Kunststoffring 6 in ihrer Einbaulage gehalten. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzen die Führungssteine die in Figur 3a und 3b dargestellte Form, d.h. sie sind in Seitenansicht etwa halbkreisförmig mit gerundeten Kanten und in Draufsicht, d.h. in axialer Richtung, kreissegmentförmig ausgebildet. Der Kunststoffring 6 besitzt radial nach außen gerichtete Lamellen 7, die zwischen den Führungssteinen 5 angeordnet sind und diese mit Abstand zueinander halten. Ferner wird der Kunststoffring 6 von einer Nut 8 in den Führungssteinen aufgenommen, wobei die Nuten 8 der in der Eindrehung 4 angeordneten Führungssteine 5 zusammen eine Ringnut bilden, in die dann der Kunststoffring 6 eingelegt wird.
Der Abschlussring 3 ist über ein umlaufendes Befestigungselement 9 an dem Zylinder 1 befestigt, wobei das Befestigungselement 9 in benachbarte umlaufende Nuten des Zylinders 1 und des Abschlussrings 3 eingreift. Ferner ist der Abschlussring 3 mit einem Schmutzabstreifer benachbart seiner Oberkante an seiner Innenseite versehen, wobei der Schmutzabstreifer 1o die Außenfläche der Kolbenstange 2 umfasst.
Die Kolbenstange 2 besitzt einen Kolben 11, der in einer umlaufenden Nut eine Hochdruckdichtung 12 für das Druckmedium aufnimmt. Der Abschlussring 3 besitzt eine nach innen gerichtete Schulter 13,mit der er auf dem Zylinder 1 sitzt und die als Anschlag für den Kolben 11 der Kolbenstange 2 dient.
Wenn auf die Kolbenstange 2 Querkräfte einwirken, so daß die Kolbenstange 2 gebogen wird, stellen sich die Führungssteine 5 auf die Biegelinie der Kolbenstange 2 ein und liegen immer flächig an, wodurch nachteilige Kantenkräfte nicht auftreten können und damit keine erhebliche Lasterhöhung beim Einschieben der Kolbenstange 2 in den Zylinder 1 hervorgerufen wird.
L e e r s e i t e

Claims

Kolben-Zylinder-Einheit für ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmedium Patentansprüche.

» Kolben- Zylinder-Einheit für ein pneumatisches oder hydraulisches Druckmedium mit gegebenenfalls mehreren teleskopartig ineinander und in den Zylinder einfahrbaren Kolbenstangen, wobei die Kolbenstangen gegebenenfalls mit einer Schutzhülle überzogen sein können und der Zylinder und gegebenenfalls vorhandene mittlere Kolbenstangen einen Abschlussring aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen Kolbenstange (2) und Abschlussring (3), innerhalb von dem die Kolbenstange (2) verschiebbar ist, relativ groß ausgeführt ist und der Abschlussring (3) auf seiner der Kolbenstange (2) zugewandten Innenseite eine im Querschnitt halbkreisförmige Eindrehung (4) aufweist, in die eine Reihe von Führungssteinen (5) eingelegt ist, die durch einen Kunststoffring (6) in Einbaulage und mit Abstand zueinander gehalten werden.
2. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (6) mit sich radial auswärts erstreckenden Lamellen (7) versehen ist, die zwischen den Führungssteinen (5) angeordnet sind.
3. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssteine (5) mit einer die Gleiteigenschaften erhöhenden Beschichtung, vorzugsweise aus Polytetrafluoräthylen, versehen sind.
4. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssteine (5) eine innen umlaufende Nut (8) zur Aufnahme des Kunststoffrings (6) besitzen.
5. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssteine (5) in axialer Richtung kreissegmentförmig ausgebildet sind.