DE3045477A1 - Arbeitszylinder - Google Patents

Arbeitszylinder

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DE3045477A1
DE3045477A1 DE19803045477 DE3045477A DE3045477A1 DE 3045477 A1 DE3045477 A1 DE 3045477A1 DE 19803045477 DE19803045477 DE 19803045477 DE 3045477 A DE3045477 A DE 3045477A DE 3045477 A1 DE3045477 A1 DE 3045477A1
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cylinder
locking sleeve
ring
cylinder according
working
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DE19803045477
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English (en)
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Johann 8882 Lauingen Lindner
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Lindner Johann 8881 Steinheim De
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423Component parts; Constructional details
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    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/222Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston with a piston extension or piston recess which throttles the main fluid outlet as the piston approaches its end position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J10/00Engine or like cylinders; Features of hollow, e.g. cylindrical, bodies in general
    • F16J10/02Cylinders designed to receive moving pistons or plungers

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitszylinder, insbeson-
  • dere hydraulischen Arbeitszylinder, mit einem im Zylindergehäuse verschiebbaren Arbeitskolben, wobei das Zylindergehäuse zumindest einseitig durch einen Aufbau geschlossen ist, in welchem Dichtelemente und Führungslager für den Arbeitskolben aufgenommen sind.
  • Das zylinderrohrartige Gehäuse eines Arbeitszylinders ist im allgemeinen beidseitig durch einen Deckel- oder Verschlußaufbau abgeschlossen, in welchem die Dichtelemente zum Abdichten der Arbeitskammern gegenüber der Außenumgebung, Abstreifer zum Verhindern von Schmutzeintritt und Führungslager zur verschieblichen Führung der Kolbenstange des Zylinders. Zur Halterung und zur Aufnahme dieser Bauteile sind diese Aufbauten zumeist in verschiedene Einzelbauteile untergliedert, welche entsprechend der aufzunehmenden Elemente mit Nuten und dergleichen ausgeformt sind. Dies führt einerseits zu Schwierigkeiten, wenn man unterschiedliche Dichtungen, etwa anstelle eines Nutrings eine zum Einsetzen in das Bauelement nicht verdrillbare Dachmanschette, verwenden möchte. Abgesehen von dem herstellungsbedingten Aufwand für diese Einzelbauteile ist es vor allem nachteilhaft, daß die bekannten Deckel- und Verschlußaufbauten relativ groß bauen, so daß die Endabschnitte derartiger Arbeitszylinder zumeist größer dimensioniert sind als das Zylindergehäuse des Arbeitszylinders selbst. Dies mag für eine Reihe von Anwendungsfällen hingenommen werden, führt jedoch dann zu Problemen, wenn derartige Arbeitszylinder in räumlich beengten Verhältnissen verwendet werden müssen. Diese relativ große Bauweise ist insbesondere dann gegeben, wenn der Arbeitszylinder noch zusätzliche Bauelemente enthält, wie etwa Dämpfungselemente, um den Kolben bzw. den Aufbau beim Auf fahren des Kolbens in seine Endstellung zu schonen.
  • Somit besteht ein Bedürfnis dahingehend, einen Arbeitszylinder zu schaffen, welcher klein baut, so daß eine sehr schlanke Bauweise gewährleistet ist, welcher leicht montierbar und demontierbar ist und bei dem die einzelnen Bauteile trotzdem nicht kompliziert und damit aufwendig herstellbar sind. Gleichzeitig muß eine *aufgenommen sind entsprechende Steifigkeit des Gesamtaufbaus gewährleistet und durch Minimierung des Verschleißes eine lange Lebensdauer erreichbar sein.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diesem Bedürfnis abzuhelfen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Arbeitszylinder gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Besonders zweckmäßig ist es, daß das Zylinderende durch eine zweigeteilte Verschlußbuchse geschlossen ist, welchem wesentlichen innerhalb des Zylindergehäuses angeordnet ist und von welcher der der Stirnöffnung des Zylinders zugeordnete Flanschteil der Buchse am Zylindergehäuse und das dem Arbeitsraum des Zylindergehäuses zugeordnete Buchsenteil das Führungslager für den Arbeitskolben ist, wobei die Zylinderdichtung zwischen Flanschteil und Führungslager gekammert ist, das sich teilweise in eine zentrische, die Zylinderdichtung aufnehmende Ausbohrung des Flanschteils erstreckt und mit einer Schulter an der Stirnseite des Flanschteils anliegt.
  • -Durch die Zweiteilung der Verschlußbuchse ist es möglich nicht nur einen Nutring als Dichtelement zu verwenden, vielmehr ist der Aufbau auch zur Aufnahme einer Dachmanschette geeignet, welche wegen ihrer Längserstreckung beim Einsetzen nicht verdrillt werden kann. Durch die Zweiteilung ist es möglich, die Dichtelemente entsprechend zu kammern und gleichzeitig vorzuspannen. Dabei kann diese Kammerung außerhalb des Arbeitszylinders vorgenommen werden, so daß der Aufbau als Baueinheit vormontiert lediglich in den Arbeitszylinder eingesetzt zu werden braucht. Wesentlich ist, daß die Verschlußbuchse im wesentlichen innerhalb des Zylinderrohres angeordnet ist, so daß der Zylinder nicht größer baut, als es durch das Zylinderrohrgehäuse des Arbeitszylinders bestimmt ist. Hierdurch wird eine außerordentlich schlanke Bauweise eines Arbeitszylinders gewährleistet. Vorteilhaft ist bei dieser Ausgestaltung, daß das eine Verschlußteil als Flanschteil und das andere als Führungslager verwendet werden kann, welches zugleich auch die Anschlagfläche für den Kolben bilden kann.
  • Die Auf schlagkraft wird dabei über die Schulter des Führungslagers auf den Flanschteil gegeben. Die erfindungsgemäße Bauweise erlaubt es, daß sowohl Anschlag, Führungslager und Dichtelemente sämtlich innerhalb des Zylinderrohrs angeordnet sind. Zur Gesamtsteifigkeit trägt das den Aufbau überdeckende Zylinderrohr bei, so man.die beim üblichen Anschluß des Aufbaus an das Zylinderrohr vorgegebene Knickstelle, welche insbesondere bei außerzentrischem Lastangriff auf die Kolbenstange gefährlich ist, vermeidet. Dadurch daß das Lager innerhalb des Zylindergehäuses aufgenommen ist, ist auch eine gute Lagerschmierung gewährleistet.
  • Wegen der Versetzung des Lagers nach innen sind weniger Probleme mit von außen eindringendem Schmutz zu befürchten. Die Verstiftung der beiden Buchsenteile erlaubt es, den Aufbau mit geeignet vorgespannter Dichtung bereits im Werk zu montieren. Die Verschraubung erlaubt eine Veränderung der Vorspannung des gekammerten Dichtelements.
  • Nach einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß im Zylindergehäuse vor der die Kolbenstange aufnehmenden Verschlußbuchse ein Dämpfungsring für den Xolbenaufbau angeordnet ist, dessen Innenbohrung mit der Kolbenstange einen Ringspalt bildet, dessen Offnungsquerschnitt vom Arbeitsraum des Zylinders zur Verschlußbuchse hin abnimmt und der an seiner an der Innenseite des Zylindergehäuses angrenzenden Umfangsfläche sich über die Länge des Dämpfungsrings erstreckende ölkanäle aufweist, welche den Arbeitsraum mit einer blzuführungsbohrung im Bereich der Verschlußbuchse verbinden. Die Eingliederung des Dämpfungsrings beeinträchtigt in keiner Weise die erstrebte schlanke Bauweise des Arbeitszylinders. Die Dämpfung wird durch die durch den Ringspalt gebildete Drosselstelle bewirkt. Durch die am Außenumfang vorgesehenen ölkanäle wird ein störungsfreies Zurückfahren des Kolbens nach seiner Ausfahrbewegung gewährleistet, da über die ölkanäle direkt die hinter dem Dämpfungsring gelegene und an sich durch den Kolben versperrte Arbeitskammer beaufschlagt werden kann.
  • Zweckmäßig ist es, daß der Dämpfungsring im Zylindergehäuse begrenzt verschiebbar geführt ist, wobei die Stirnseite der Verschlußbuchse eine Anschlagfläche für den Dämpfungsring bildet.
  • Beim Ausfahren des Kolbens wird hierdurch der Dämpfungsring fest gegen die Anschlagfläche gedrückt, so daß hier eine Dichtfläche entsteht und das verdrängte öl sämtlich durch den Ringspalt, also die Drosselstelle, welche für die Dämpfung verantwortlich ist, entweichen muß. Zweckmäßig ist es auch, daß der Dämpfungsring gegen die Anschlagfläche durch eine Feder, insbesondere eine Wellscheibe, vorgespannt wird, so daß die besagte Dichtfläche auch bei von außen auf den Arbeitszylinder wirkenden Erschütterungen gewährleistet bleibt. Derartige Erschütterungen sind insbesondere dann gegeben, wenn der Arbeitszylinder in Baumaschinen oder dergleichen eingebaut ist.
  • Zweckmäßigerweise ist bei einer Tandemdichtung der Abschnitt der Verschlußbuchse, welcher zwischen den beiden Dichtungen gelegen ist, durch einen mit einem Rückschlagventil versehenen ölkanal mit dem Arbeitsraum verbunden. Dadurch wird gewährleistet, daß durch abgestreiftes öl, welches sich in diesem Abschnitt sammelt, kein übermäßiger Schleppdruck, der zu Zerstörungen der Bauteile führen könnte, aufgebaut wird. Durch geeignete Einstellung des Rückschlagventils kann entweder der Schleppdruck gleich dem Systemdruck gehalten werden oder sind Variationen möglich.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den übrigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen Fig. 1 eine Schnittansicht eines Endteils eines hydraulischen Arbeitszylinders mit einem ausfahrbaren Kolben, Fig. 2 eine Schnittansicht ähnlich Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform sowie Fig. 3 eine weitere Schnittansicht durch einen Teil eines Arbeitszylinders gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Der allgemein mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Arbeitszylinder umfaßt im wesentlichen ein rohrartiges Zylindergehäuse 2 und einen darin verschiebbar geführten Kolben, von dem der Übersichtlichkeit halber lediglich die Kolbenstange 3 zeichnerisch dargestellt ist. Die offene Stirnseite des Zylindergehäuses 2 ist durch eine allgemein mit dem Bezugszeichen 4 gekennzeichnete Verschlußbuchse geschlossen. In dieser Verschlußbuchse 4 sind die nachfolgend noch näher beschriebenen Dichtelemente zum Abdichten des Arbeitsraums des Zylinders und das Führungslager zur Lagerung der ausfahrbaren Kolbenstange 3 aufgenommen.
  • Die Verschlußbuchse 4 ist nach dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig innerhalb des Zylindergehäuses 2 angeordnet, so daß der Arbeitszylinder 1 in der Breite nicht größer baut, als es durch den Außenumfang des Zylindergehäuses 2 und den daran angeschlossenen blzulaufstutzen 5 bestimmt ist.
  • Der Außenumfang des Zylindergehäuses ist aber einzig vom Durchmesser des Kolbenstempels abhängig, so daß für die Baugröße des Ausführungsbeispiels einzig der erforderliche Durchmesser des Kolbenstempels maßgeblich ist. Dies erlaubt eine außerordentlich schlanke Bauweise eines Arbeitszylinders, weshalb dieser insbesondere auch unter räumlich sehr engen Platzverhältnissen eingesetzt werden kann.
  • Trotz dieser außerordentlich schlanken Bauweise ist die Verschlußbuchse, welche die Dicht- und Führungselement auf nimmt, baulich einfach gestaltet. Dazu ist die Verschlußbuchse 4 zweigeteilt ausgeführt, wobei sie in einen der offenen Stirnseite des Zylindergehäuses 2 zugeordneten Flanschteil 6 und einem innenliegenden Führungslager 7 untergliedert ist. Das Führungslager 7 weist einen Längsabschnitt 7a und eine Schulter 7b auf. Der Längsabschnitt 7a des Führungslagers 7 für die Kolbenstange 3 ist in einer Ausbohrung 8 des Flanschteils 6 aufgenommen, in welchem auch das Dichtelement 9 aufgenommen ist. Dieses Dichtelem<nt 9 ist durch den Flanschteil 6 und das Führungslager 7 gekammert Das Führungslager kann in das Flanschteil 6 eingeschraut sein, zweckmäßig ist aber auch die aus Fig. 2 ersichtliche Verstiftung des Führungslagers 7 mit dem Flanschteil 6 im Bereich der Uberlappung zwischen beiden Bauteilen. Wesentlich ist, daß sich das Führungslager mit seiner Schulter 7b an der dem Arbeitsraum zugew(ndet-en .Stirnsoite des F1anschteils 6 abstützt, s;o daß das Fdhrunyslager 7 auch die Funktion eines Anschlagelenl^nts für den Kolben übernehmen kann.
  • Schließlich weist das Flanschteil 6 einen in den Arbeitsraum des Zylinders 1 vorspringenden Vorsprung 10 auf, welcher bündig mit der Schulter 7b abschließt und mit dem Zylindergehäuse 2 einen ölzufuhrkanal begrenzt. Das Hydrauliköl wird dem Arbeitsraum durch die Bohrung 11 im Stutzen 5 und im Zylindergehäuse 2 über den durch die Verschlußbuchse 4 mit dem Zylindergehäuse 2 gebildeten Kanal zu- bzw. abgeführt. Diese Anordnung bringt den Vorteil mit sich, daß hierdurch die für eine ruckfreie Bewegung der Kolbenstange 3 wesentliche Schmierung des Führungslagers 7 begünstigt wird.
  • Die Verschlußbuchse 4 ist gegenüber dem Zylindergehäuse 2 durch einen Seegerring 12 festgelegt. Allerdings kann die Verschlußbuchse auch in das Zylindergehäuse 2 eingeschraubt sein, wozu für diesen Fall das Ende des Zylindergehäuses mit einem Innengewinde versehen und das Gewinde durch einen 0-Ring 12 abgedichtet ist.
  • Diese Anordnung erlaubt es, die Verschlußbuchse als Baueinheit vorzumontieren, die bereits das entsprechende Dichtelement und das Führungslager enthält und lediglich noch in das Zylindergehäuse 2 eingesetzt und darin befestigt werden muß. Der erfindungsgemäße Aufbau erlaubt es weiter, daß unterschiedliche Dichtelemente in der Verschlußbuchse 4 aufgenommen werden können, wobei insbesondere eine Umrüstung auf Dachmanschettendichtungen möglich ist. hierzu braucht lediglich ein Führungslager 7 mit einem kürzeren Längsabschnitt 7a verwendet werden. Möglich ist es auch, für unterschiedliche Dichtungsgrößen entsprechende Zwischenringe vor das Führungslager 7 zu setzen, welche in ihren Querschnittsabmessungen mit dem Querschnitt des Längsabschnitts 7a übereinstimmen. Durch die vorgefertigte Baueinheit ist auch eine zuverlässige Vorspannung des Dichtelements 9 möglich, so daß diese nicht unmittelbar vor Ort bei Montage des Arbeitszylinders vorgenommen werden muß.
  • Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verschlußbuchse 4 gleichfalls in ein Flanschteil 6 und ein Führungslager 7 untergliedert, wobei diese beiden Bauteile im Bereich des Längsabschnitts 7a miteinander verstiftet worden sind. Hierzu genügt ein Ineinanderstecken der beiden Bauteile, wonach diese verbohrt und verstiftet werden. Wie aus dem rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel hervorgeht, ist das Flanschteil 6 über einen Runddrahtsprengring 12 am Zylindergehäuse 2 festgelegt. Unterschiedlich zu dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich in Fig. 2 das Flanschteil 6 geringfügig über das Zylindergehäuse 2 hinaus und schließt mit seiner Außenseite bündig mit dem Zylindergehäuse 2 ab, so daß die schlanke Bauform aufrecht erhalten bleibt. Hierdurch können im Flanschteil 6 Aufnahmebohrungen zum Befestigen des Arbeitszylinders innerhalb einer Baueinheit eingebracht werden. Diese Bohrungen sind zeichnerisch nicht dargestellt. Am Ende des Flanschteils 6 ist ein Abstreifer 13 befestigt. Zwischen Flanschteil 6 und Führungslager 7, welches mit seiner Schulter 7b an der Stirnseite des Flanschteils 6 anliegt, ist als Dichtelement eine Dachmanschette 14 gekammert, die bei der Montage der als Baueinheit ausgebildeten Verschlußbuchse in geeigneter Weise vorgespannt werden kann. Gemäß dem aus Fig. 2 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist der durch die Verschlußbuchse und das Zylindergehäuse 2 begrenzte ölzuführkanal durch einen Vorsprung 15 des Führungslagers gebildet, welcher gegenüber dem Außenumfang der Schulter 7b einen geringeren Durchmesser aufweist.
  • Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele zeichnen sich dadurch aus, daß die Verschlußbuchse im wesentlichen vollständig innerhalb des Zylindergehäuses 2 angeordnet ist, also vom Zylinderrohr überdeckt ist. Die Steifigkeit des Aufbaus wird also maßgeblich durch das rohrartige Zylindergehäuse 2 in Verbund mit der als Baueinheit ausgebildeten Verschlußbuchse bestimmt, wobei die gegen Knickbelastungen anfälligen Anschlußstellen der bekannten Verschlußaufbauten am Zylindergehäuse vermieden sind. Zugleich begünstigt die Anordnung des Führungslagers den Schutz gegenüber Verschmutzungen und verbessert die Lagerschmierung.
  • In Fig. 3 ist ein Arbeitszylinder 1 mit einem Zylindergehäuse 2 und einer Kolbenstange 3 dargestellt. Das Zylindergehäuse 2 ist an einem Ende durch eine Verschlußbuchse 4 abgeschlossen, in welcher die Kolbenstange 3 geführt ist. Die Kolbenstange 3 weist an ihrem einen Ende einen Kolbenaufbau 14 auf, der mittels Dichtelementen 15 den Arbeitsraum des Arbeitszylinders 1 in zwei separate Kammern 16 und 17 unterteilt.
  • In der Verschlußbuchse 4 ist eine Tandemdichtung 18 aufgenommen, welche aus einem Dichtelement 19 und einem in einem Abstand dazu angeordneten weiteren Dichtelement besteht, welches zweckmäßigerweise ein Nutring 20 ist. Der Nutring 20 ist in einer Ausnehmung der Verschlußbuchse 4 durch einen Stützring 21 gehalten, welcher mittels eines Runddrahtsprengrings 22 gegenüber der Verschlußbuchse 4 festgelegt ist. Die stirnseitige Öffnung der Verschlußbuchse 4 ist durch einen die Kolbenstange 3 umgebenden Abstreifer 23 abgedeckt.
  • Ublicherweise wird ein derartiger Sprengring 22 möglichst nahe an der äußeren Stirnseite einer Verschlußbuchse angebracht, wobei zur Erleichterung der Montage und Demontage in der Stirnfläche eine Aussparung vorgesehen ist, welche den Sprengring teilweise freilegt, so daß dieser mit einem Werkzeug hintergriffen und gelöst werden kann. Diese Aussparung ermöglicht allerdings ein Eindringen von Schmutz in das Innere des Arbeitszylinders und stellt somit eine Schwachstelle dar. Dieser Nachteil wird bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch behoben, daß die Stirnfläche der Verschlußbuchse 4 keine Aussparung aufweist, welche den Eintritt von Schmutz ermöglicht. Vielmehr wird diese Aussparung in die Verschlußbuchse 4 hineinverlagert, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Hierzu ist innerhalb der Ausnehmung zur Aufnahme des Nutrings 20 und des Stützrings 21 eine Aussparung 24 vorgesehen, welche einen dachförmigen Querschnitt aufweist und welche den Sprengring an einer Stelle über dem Umfang freilegt, so daß nach dem Herausnehmen des Abstreifers 23 der Sprengring durch ein Werkzeug ergriffen werden kann, welches durch den Ringspalt einführbar ist, in welchem zuvor der Abstreifer 23 angeordnet war. Diese Eingliederung der Aussparung 24 in die Verschlußbuchs.e 4 hinein, so daß die Aussparung nach außen vollkommen durch den vorderen Abschnitt der Verschlußbuchse 4 und den Abstreifer 23 abgedeckt ist, verhindert einen Zutritt von Schmutz zum Nutring und zum Stützring.
  • Während der Ausfahrbewegungen der Kolbenstange 3 wird zwangsläufig an der Kolbenstange haftendes bl durch die Dichtungen 19 bzw.
  • 20 hindurchgeführt, so daß die beiden Dichtungen der Tandemdichtung, welche beide bl abstreifen, auch von bl unterwandert werden. Hierdurch kann sich insbesondere bei sehr hohen und sehr geringen Kolbengeschwindigkeiten im Abschnitt 25 der Vorschubbuchse 4 zwischen den beiden Dichtungen 18 und 20 ein Schleppdruck durch Ansammeln von bl aufbauen, der das mehrfache des Systemdrucks übersteigen kann. Diese unkontrollierten Druckerhöhungen können zu erheblichen Schädigungen insbesondere der Dichtungen und Stützelemente der Tandemdichtung 18 aufgrund des zwischen den beiden Dichtungen sich ansammelnden Öls führen.
  • Aber auch bei Geschwindigkeiten der Kolbenstange, die nicht im Extrembereich liegen, führt ein erhöhter Schleppdruck im Abschnitt 25 zu Belastungen in diesem Bereich, so daß eine verschleißbedingte Reduzierung der Lebensdauer eines solchen Arbeitszylinders die Folge ist. Um diese Gefahr zu beseitigen, ist in der Ausführungsform nach Fig. 3 ein ölkanal 26 vorgesehen, welcher den Abschnitt 25 mit dem Arbeitsraum des Zylinders 1 verbindet und in welchem ein Rückschlagventil 27 eingesetzt ist.
  • Das Rückschlagventil 27 sperrt einen Ölzufluß zum Abschnitt 25 vom Arbeitsraum her, ermöglicht aber einen Rückfluß von sich im Abschnitt 25 ansammelnden Öl, falls der Schleppdruck den Systemdruck übersteigt. Durch die Verstellbarkeit der dem Rückschlagventil 27 zugeordneten Schließfeder kann der Rückfluß von Öl aus dem Abschnitt 25 zum Arbeitsraum in Abhängigkeit von einer bestimmten Schleppdruckgröße abhängig gemacht werden. Der Ölkanal 26, welcher im Abschnitt 25 mündet, kann in einer zur Kolbenstange 3 hin offenen Nut auslaufen, die sich zumindest teilweise über den Umfang der Kolbenstange 3 erstreckt, jedoch zweckmäßigerweise als Ringnut ausgebildet ist.
  • Um insbesondere bei großen Geschwindigkeiten eine Beschädigung der Verschlußbuchsen und der Lagerführung zu vermeiden, ist ein Dämpfungsring 28 vorgesehen, welcher vor der Verschlußbuchse 4 innerhalb des Zylindergehäuses 2 angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann die schlanke Gesamtbauweise des Arbeitszylinders 1 beibehalten werden. Der Dämpfungsring 28 begrenzt an seiner Innenseite mit der Kolbenstange 3 einen Ringspalt 29, dessen Öffnungsquerschnitt vom Arbeitsraum zur Verschlußbuchse hin abnimmt.
  • Hierdurch wird durch den Ringspalt 29 eine Drosselstelle gebildet, so daß beim Ausfahren des Kolbens das vom Kolbenaufbau 14 verdrängte Öl im Ring spalt einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit unterworfen wird, wodurch Energie vernichtet und der Kolbenaufbau 14 wirkungsvoll gedämpft wird. Um bei Ungenauigkeiten des Kolbens ein exaktes Einfahren in den Dämpfungsring zu ermöglichen, weist der Dämpfungsring an seiner dem Arbeitsraum zugewendeten Seite einen nach außen hin sich öffnenden Konus auf. Um den Kolben wieder in den Arbeitszylinder einzuführen, muß über die Bohrung 31 des Stutzens 5 und des Gehäuses 2 Öl in die rechte Arbeitskammer des Zylinderraums eingeführt werden.
  • Das durch den Ringspalt 29 von der Öffnung 31 her zurückströmende Öl vermag allerdings nicht den Ring 30 und damit den Kolbenaufbau 14 vom Dämpfungsring 28 zu lösen. Deswegen weist der Dämpfungsring 28 auf seiner Umfangsfläche Längskanäle 32 auf, die sich über die gesamte Länge des Dämpfungsrings 28 erstrecken.
  • Das in den durch den Ring 30 zum Arbeitsraum hin abgesperrten Ringspalt 29 strömende Öl gelangt aber über die Längskanäle 32 zur in Fig. 3 rechten Arbeitskammer, wobei hier aufgrund der Flächenverhältnisse der öldruck die Ablösung des Kolbenaufbaus 14 vom Dämpfungsring 28 ermöglicht. Hierdurch wird der Kolbenaufbau 14 nach links gefahren und gibt der Ring 30 den Ringspalt 29 frei, so daß dann das Öl auch durch den Ringspalt 29 zur rechten Arbeitskammer strömen kann.
  • Zweckmäßigerweise ist der Dämpfungsring 28 begrenzt gegenüber der Innenseite des Zylindergehäuses 2 verschiebbar, an welcher der Dämpfungsring 28 mit seiner Umfangsfläche anliegt. Der Bewegungsweg des Dämpfungsrings wird dabei einerseits durch die als Anschlagfläche dienende innere Stirnseite der Verschlußbuchse 4 und andererseits durch einen Vorsprung 33 im Zylindergehäuse 2 begrenzt. Dies bedeutet, daß der Dämpfungsring 28 bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 3 aufgrund des aus der rechten Arbeitskammer verdrängten Öls gegen die Anschlagfläche der Verschlußbuchse 4 gedrückt wird, so daß beim Auftreffen des Kolbenaufbaus 14 die Auf schlagkraft über den Ring 30, den Dämpfungsring 28 auf die Verschlußbuchse 4 gegeben wird. Wesentlich ist, daß beim Zurückströmen des Öls zum Einfahren der Kolbenstange 3 der Dämpfungsring 28 aufgrund der begrenzten Verschiebbarkeit nach links gedrückt werden kann, so daß die Hydraulikflüssigkeit in den dadurch gebildeten Spalt zwischen der Anschlagfläche der Verschlußbuchse 4 und dem Dämpfungsring 28 ungehindert zu den Längskanälen 32 gelangt. Zweckmäßigerweise kann der Dämpfungsring 28 gegen die Anschlagfläche der Verschlußbuchse 4 vorgespannt sein, wobei dies durch die in Fig. 3 lediglich schematisch eingezeichnete Wellscheibe 34 erfolgt.
  • Zweckmäßig ist es schließlich weiter, daß auch im Ring 30 Längskanäle eingebracht sind, deren Öffnungsquerschnitt zum Kolbenaufbau 14 abnehmen kann. Diese in Fig. 3 lediglich schematisch eingezeichneten Schlitze 35 erlauben eine Anpassung der Strömungsgeschwindigkeit beim Verdrängen des Öls speziell an die gegebenen Verhältnisse, so daß bei gleichen Abmessungen des Arbeitszylinders, jedoch unterschiedlich starken Lasten über diese Schlitze 35 eine entsprechende Einstellung der Dämpfungscharakteristik möglich ist. Es ist dabei so zu verstehen, daß aufgrund des vorher bekannten Einsatzes des Arbeitszylinders diese Schlitze 35 je nach dem erforderlichen Anwendungszweck in den Ring 30 in entsprechender Dicke und Tiefe eingearbeitet werden.
  • im Dmpfungsring 28 ist es schließlich zweckmäßig, diesen lang-9etr.ckt luszuffi}lren, so daß sich ein entsprechend langer Führungsweg am Zylindergehäuse 2 ergibt,wodurch Verkantungen und damit Beschädigungen des einfahrenden Kolbens bzw. der Kolbenstange 3 verhindert werden können.
  • Der beschriebene Arbeitszylinder ist insbesondere als Hydraulikzylinder geeignet. Er arbeitet im wesentlichen last- und geschwindiykeitsunabhängiq. Anzufügen ist schließlich, daß der in Pig. 3 mit A angedeutete Querschnitt des Dämpfungsrings 2 bis zur Dichtfläche 39 zumindest gleich dem mit B bezeichneten Querschnitt des Kolbenaufbaus ist, da dies für die anfängliche Abhebebewegung von Hing 28 und Aufbau 14 wesentlich ist.
  • Eine weitere sehr zweckmäßige Einstellung der Dämpfungscharakteristik ist dadurch vorgegeben, daß im Ring 30 ein oder mehrere Rohrunaen 36 vorgesehen sind, welche sich im wesentlichen über die Länge des Rings 30 erstrecken und einseitig im vorderen Bereich des Rings 30 in etwa bei 37 münden. Je nach Last, auf die der Arbeitszylinder ausgelegt werden muß, kann eine oder mehrere Querbohrungen 38 in den Ring 30 eingebracht werden, welche in der Bohrung 36 münden. Je nach Anzahl der Querbohrungen 37 und in Abhängigkeit vom Durchmesser der Querbohrungen bzw. der Querbohrung 37 ist die Dämpfungscharakteristik individuell einstellbar. Gesonderte Einstellschrauben wie beim Stand der Technik sind nicht länger erforderlich. Dabei ist in Rechnung zu stellen, daß die Dämpfunqscharakteristik für einen Arbeitszylinder nur einmal festgelegt werden muß und dann über die Betriebszeit des Arbeitszylinders unverändert beibehalten ist. Sollte dennoch eine Änderung der Dämpfungscharakteristik nachträglich cewünscht kfzrden, so könnten zusätliche Querbohrungen vorgesehen werden oder aber der burchmesser einer Querbohrung entsprechend aufex zweckmäßigerweise weitet werden, Anstelle der Bohrung 36 kann im Ring 30 an dessen Innenfläche auch eine Nut vorqcschen sein, welche zur Kolbenstange hin offen ist.

Claims (19)

  1. Arbeitszylinder Patentansprüche öl Arbeitszylinder, mit einem im Zylindergehäuse verschiebbaren Arbeitskolben, wobei das Zylindergehäuse zumindest einseitig durch einen Aufbau geschlossen ist, in welchem Dichtelemente und Führungslager für den Arbeitskolben aufgenommen sind, dadurch gek e n n z e i c h ne t, daß der Aufbau durch eine Verschlußbuchse (4) gebildet ist, welche im wesentlichen in das Innere des Zylindergehäuses integriert ist.
  2. 2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderende durch eine zweigeteilte Verschlußbuchse (4) geschlossen ist, welche im wesentlichen innerhalb des Zylindergehäuses (2) angeordnet ist und von welcher der der Stirnöffnung des Zylinders zugeordnete Flanschteil (6) der Buchse am Zylindergehäuse (2) und das dem Arbeitsraum des Zylindergehäuses zugeordnete Buchsenteil das Führungslager (7) für den Arbeitskolben (3) ist, wobei die Zylinderdichtung (9 bzw. 14) zwischen Flanschteil (6) und Führungslager (7) gekammert ist, das sich teilweise in eine zentrische, die Zylinderdichtung (9 bzw. 14) aufnehmende Ausbohrung (8) des Fanschteils (6) erstreckt und mit einer Schulter (7b) an der Stirnseite des Flanschteils (6) anliegt.
  3. 3. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungslager (7) im Überlappungsbereich mit dem Flanschteil (6) der Buchse (4) mit diesem verstiftet oder verschraubt ist.
  4. 4. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 --3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (6) der Buchse (4) durch einen Seegerring oder Runddrahtsprengring gegenüber dem Zylindergehäuse (2) festgelegt ist.
  5. 5. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungslager (7) an seinem dem Arbeitsraum des Zylinders (1) zugewendeten Ende zur Bildung eines blzuflußkanals mit dem Zylindergehäuse (2) abgesetzt ist.
  6. 6. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschteil (6) an seinem dem Arbeitsraum des Zylinders (1) zugewendeten Ende zur Bildung eines ölzuflußkanals mit dem Zylindergehäuse (2) einen Vorsprung (10) aufweist, dessen Außenseite mit der Schulter (7b) des Führungslagers (7) bündig abschließt.
  7. 7. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylindergehäuse (2) vor der die Kolbenstange (3) aufnehmenden Verschlußbuchse (4) ein Dämpfungsring (28) für den Kolbenaufbau (14) angeordnet ist, dessen Innen})ohrung mit der KolL)enstanqe (3) einen Ringspalt (29) bildet, dessen Offnungsquerschnitt vom Arbeitsraum des Zylinders (1) zur Verschlußbuchse (4) hin abnimmt und der an seiner an der Innenseite des Zylindergehäuses (2) angrenzenden Umfangsfläche sich über die Länge des Dämpfungsrings (28) erstreckende Ölkanäle (32) aufweist, welche den Arbeitsraum mit einer ölzuführbohrung (31) im Bereich der Verschlußbuchse (4) verbinden.
  8. 8. Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (28) im Zylindergehäuse (2) begrenzt verschiebbar geführt ist, wobei die Stirnseite der Verschlußbuchse (4) eine Anschlagfläche für den Dämpfungsring (28) bildet.
  9. 9. Zylinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbahn des Dämpfungsrings (28) einerseits durch die Anschlagfläche der Verschlußbuchse (4) und andererseits durch eine Schulter (33) im Zylindergehäuse (2) begrenzt ist.
  10. 10. Zylinder nach einem der Ansprüche 7 - 9, daduroh gekennzeichnet, daß zwischen der Schulter (33) und dem Dämpfungsring (28) eine Feder (34) eingesetzt ist, welche den Dämpfungsring (28) gegen die Anschlagfläche der Verschlußbuchse (4) vorspannt.
  11. 11. Zylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (34) durch eine Wellscheibe gebildet ist.
  12. 12. Zylinder nach einem der Ansprüche 7 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsring (28) an seiner dem Arbeitsraum zuweisenden Stirnfläche einen sich zum Arbeitsraum öffnenden Konus zum Zentrieren des Kolbenaufbaus (14) aufweist.
  13. 13. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 - 12, mit einer Tandemdichtung in der Verschlußbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußbuchse (4) einen ölkanal (26) aufweist, welcher im Abschnitt (25) zwischen den beiden Dichtungen (19, 20) der Tandemdichtung (18) zur Kolbenstange (3) hin mündet und diesen Abschnitt (25) mit dem Arbeitsraum des Zylinders (1) verbindet, wobei im ölkanal (26) ein den blzufluß vom Arbeitsraum zu diesem Abschnitt (25) sperrendes Rückschlagventil (27) angeordnet ist.
  14. 14. Zylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der blkanal (26) in eine zur Kolbenstange hin offenen Nut des Abschnitts (25) mündet.
  15. 15. Zylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut eine die Kolbenstange (3) umlaufende Ringnut ist.
  16. 16. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 - 15, mit einer Verschlußbllchse, welche eine zur Außenstirnseite hin offene Ausnehinung aufweist, in der ein Nutring aufgenommen ist, welcher von außen durch einen über einen Sprengring, insbesondere Runddrahtsprengring gegenüber der Verschlußbuchse festgelegten Stützring gehalten ist, wobei die Ausnehmung nach außen hin durch einen Abstreifer abgedeckt sowie eine den Sprengring an einer Stelle zumindest teilweise gegenüber der Verschlußbuchse freiliegende Aussparung zum Lösen des Sprengrings von der Verschlußbuchse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (24) zum Lösen des Sprengrings (22) in einem Abstand von der Außenstirnseite der Verschlußhuchse (4) in dieser (4) versenkt ausgebildet ist, !;0 daß die Aussparui1g nach außen hin durch die Verschlußbuchse (4) abgedeckt ist.
  17. 17. Zylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ausnehmung der Verschlußbuchse (4) ausgebildete Aussparung (24) einen dachartigen Querschnitt aufweist.
  18. 18. Zylinder nach einem der Ansprüche 7 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Ring(30)Längsnuteng35)zur Einstellung der Damfunqscharakteristik ausgebildet sind.
  19. 19. Zylinder nach einem der Ansprüche 7 - 12 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Ring(3o)eine zum stirnseitigen Bereich (37) des Rings (30) hin offene Bohrung (36) oder Nut ausgebildet ist, in welcher wenigstens eine Querbohrung (38) von der Außenflache des Rincst30)her zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik einmündet.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4936197A (en) * 1988-10-12 1990-06-26 C. E. Conover & Co., Inc. Dynamic seal construction
US5487326A (en) * 1991-01-28 1996-01-30 Owens; Carl H. Hydraulic cylinder with end closure assembly
EP1845269A1 (de) 2006-04-13 2007-10-17 Firma Johann Weiss Machinenbau Pneumatikzylinder mit Endlagendämpfung sowie Dämpferhülse
DE102005015420B4 (de) * 2004-04-05 2014-08-07 Hoerbiger Automotive Komfortsysteme Gmbh Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung

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