DE3124915A1

DE3124915A1 - "druckmittelzylinder mit einem laengsgeschlitzten endseitig verschlossenen zylinderrohr

Info

Publication number: DE3124915A1
Application number: DE19813124915
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennu Verzicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Norgren Martonair Europa GmbH
Priority date: 1981-06-25
Filing date: 1981-06-25
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DK221782A; DK151052C; EP0068088B1; DK151052B; EP0068088A1; DE3124915C2; ATE11951T1

Description

Herr Siegmund H. Kaiser, Ing, grad, Grünewaldstr. 47, 7440 Nürtingen

Druckmittelzylinder mit einem längsgeschlitzten endseitig verschlossenen Zylinderrohr

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelzylinder mit einem längsgeschlitzten endseitig verschlossenen Zylinderrohr, in dem ein abgedichteter Kolben längsverschieblich geführt ist und dessen Längsschlitz beiderseits des Kolbens durch ein innenliegendes biegsames Abdeckband abgedichtet ist, das im Bereiche des Kolbens und einem durch den Längsschlitz nach außen ragenden, mit dem Kolben unmittelbar verbundenen Kraftübertragungselement hindurchgeführt ist, wobei das Kraftübertragungselement über eine mit dem Zylinderrohr starr verbundene, wenigstens zwei außerhalb des Zylinderrohres liegende Führungsbahnen aufweisende Parallelführung längsgeführt ist.

Bei Druckmittelzylindern mit längsgeschlitztem Zylinderrohr wird die von der Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens herrührende Betätigungskraft durch den Längsschlitz des Zylinderrohres hindurch über das Kraftübertragungselement unmittelbar auf die angetriebene Einrichtung übertragen, womit Kolbenstangen wegfallen. Der Längsschlitz bedeutet notwendigerweise eine gewisse Schwächung des Zylinderrohres, so daß bei höherer Beanspruchung Vorsorge getroffen werden muß, um ein unerwünschtes Aufweiten des Längsschlitzes zu verhüten. Wenn sich der Längsschlitz aufweitet, kann nämlich das Dichtband seine Funktion unter Umständen nicht mehr einwandfrei erfüllen, womit Leckagen oder sogar die mit einer erheblichen Unfallgefahr verbundene sogenannte Bandexplosion auftreten können. Außerdem dürfen von

der angetriebenen Einrichtung aus Keine ällZU großen seitlichen Kräfte auf das Kraftübertragungsglied ausgeübt werden, weil diese Kräfte auch von dem geschlitzten Zylinderrohr aufgenommen werden müssen.

um die Widerstandsfähigkeit des Zylinderrohres gegen dieses Aufweiten des Längsschlitzes zu erhöhen ist es bekannt (DE-PS 843 482), die Zylinderbohrung exzentrisch zu der Außenwand des Zylinderrohres anzuordnen und mit dieser durch Rippen zu verbinden. Damit wird zwar die Festigkeit des Zylinderrohres erhöht, doch wird das Zylinderrohr notwendigerweise schwer und teuer. Bei einem anderen Druckmittelzylinder (DE-PS 846 493) hat man eine Abhilfe in der Weise versucht, daß ein Dichtstreifen mit U-förmiger Querschnittsgestalt verwendet wird, dessen Flansche in Aussparungen beidseitig des Längsschlitzes eingreifen,so daß der Dichtstreifen neben seiner Dichtfunktion dazu beiträgt, den Längsschlitz zusammen zu halten und damit die Gefahr des Aufweitens herabzusetzen. Da der Dichtstreifen trotz seiner U-förmigen Querschnittsgestalt flexibel bleiben muß, kann er nur in verhältnismäßig geringem Maße an seinen Flanschen angreifende Querkräfte aufnehmen, womit auch seine Wirksamkeit im Sinne des Zusammenhaltens des Längsschlitzes beschränkt ist. Es wurde auch schon versucht (DE-PS 804 632) , der von dem Längsschlitz herrührenden Schwächung des Zylinderrohres dadurch abzuhelfen, daß jede Längskante des Schlitzes von einem nach außen ragenden Längsflansch begrenzt ist und die beiden Längsflansche durch eine aufgesetzte,im Querschnitt C-förmige Klammer zusammengehalten sind. Die Klammer bedingt aber recht ungünstige Abdichtungsverhältnisse mit einem außenliegenden Dichtband und ein kompliziertes, mit einem Teil unter der Klammer durchgreifendes Kraftübertragungselement, das lediglich

seitlich neben dem Längsschlitz an die von ihm angetriebene Einrichtung angekoppelt werden kann, so daß auf das Kraftübertragungselement beim Antrieb ein Moment ausgeübt wird, was unerwünscht ist.

Um zu vermeiden, daß das Kraftübertragungselement und damit der Kolben beim Antrieb quer zu der Zylinderlängsachse wirkenden Kräften oder der Wirkung von Momenten ausgesetzt ist, ist es bekannt (DE-OS 2908 605), dem Zylinderrohr eine oder mehrere parallel verlaufende Führungsschienen zuzuordnen, die mit dem Zylinderrohr über Verbindungsplatten endseitig starr verbunden sind und auf denen über Kugelführungsbüchsen ein Wagen längsverschieblich gelagert ist, der mit dem Kraftübertragungselement starr verbunden ist. Durch die im Abstand zu dem Zylinderrohr angeordneten Führungsschienen mit dem darauf laufenden Wagen wird aber der Platzbedarf des ganzen Druckmittelzylinders wesentlich erhöht, während sich die Herstellungskosten beträchtlich vergrößern. Außerdem trägt diese Anordnung nichts dazu bei, die Widerstandsfähigkeit des Zylinderrohres selbst gegen Aufweitung im Bereiche des Längsschlitzes zu erhöhen.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Druckmittelzylinder mit längsgeschlitztem Zylinderrohr zu schaffen, der sich bei einfachem Aufbau durch eine hohe Festigkeit des Zylinderrohrs gegen Aufweiten im Bereiche des Längsschlitzes auszeichnet und der auch für Anwendungsfälle einsetzbar ist, bei denen beim Antriebshub quer zu der Zylinderlängsachse gerichtete Kräfte auf das Kraftübertragungselement einwirken oder dieses der Wirkung von an ihm angreifenden Momenten ausgesetzt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Druckmittelzylinder erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Längsschlitzes

unmittelbar auf der Außenseite des Zylinderrohres zwei parallele Führungsbahnen in dem Bereich zwischen der äußeren Berandung des Längsschlitzes und der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene angeordnet sind, und daß das Kraftübertragungselement ein das Zylinderrohr bis auf die Höhe der Führungsbahnen übergreifendes bügelartiges Führungsteil aufweist, das seitlich gegen die Führungsbahnen abgestützt ist.

Die beiden Führungsbahnen liegen beidseitig des Längsschlitzes, und zwar oberhalb der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene, d.h. in mehr oder weniger unmittelbarer Nähe des Längsschlitzes. Das Zylinderrohr wird deshalb im Bereiche des Längsschlitzes von dem bügelartigen Führungsteil des Kraftübertragungselementes zusammengehalten, womit seine Widerstandsfähigkeit gegen Aufweiten des Längsschlitzes wesentlich erhöht wird. Gleichzeitig bilden die Führungsbahnen eine Parallelführung für das Kraftübertragungselement, über die auf das Kraftübertragungselement etwa zur Einwirkung kommende Momente oder seitlich gerichtete Kräfte einwandfrei aufgenommen und unmittelbar in die Wandung des Zylinderrohres abgeleitet werden, ohne den Kolben oder das Kraftübertragungselement beeinträchtigen zu können.

Insbesondere bei schwierigen Anwendungsfällen, bei denen mit dem Auftreten von sehr ungünstig gerichteten Reaktionskräften am Kraftübertragungselement gerechnet werden muß, kann es zweckmäßig sein, wenn das Zylinderrohr zumindest auf einer Seite des Längsschlitzes zwei paarweise übereinander angeordnete parallele Führungsbahnen trägt, wodurch die Zahl der Stellen, an denen diese Reaktionskräfte in die Zylinderrohrwandung eingeleitet werden, entsprechend erhöht wird. Dabei können die beiden paarweise übereinanderliegenden Führungsbahnen jeweils oberhalb und unterhalb der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene liegen, was vor

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allem dann zweckmäßig ist, wenn in Umfangsrichtung des Zylinderrohres wirkende Reaktionskräfte.an dem Kraftübertragungselement zu erwarten sind.

Um zu erreichen/ daß die Führungsbahnen eine an dem Kraftübertragungselement angreifende radiale Last möglichst gleichmäßig aufnehmen ist es zweckmäßig, wenn die beidseitig des Längsschlitzes liegenden Führungsbahnen mit ihrer Mittelachse jeweils in einer durch die Kolbenachse verlaufenden Ebene liegen, die mit der Längsmittelebene des Längsschlitzes einen Winkel von ca. 45° einschließt.

Die Führungsbahnen können durch an der Zylinderrohraußenwand oder dem Führungsteil angeordnete Längsnuten gebildet sein, die in einer bevorzugten Ausführungsform eine prismatische Gestalt aufweisen. Das Führungsteil ist zweckmäßigerweise über Führungsleisten gegen die Längsnuten abgestützt, die aus einem verschleißfesten, reibungsarmen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, bestehen können. Es sind aber auch Anordnungen denkbar, bei denen das Führungsteil über Wälzkörper gegen die Führungsbahnen abgestützt ist.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das Führungsteil nachstellbar gegen die Führungsbahnen abgestützt ist, um damit eine exakte spielfreie Führung des Kraftübertragungselementes zu gewährleisten und etwaige Verschleißerscheinungen und Herstellungstoleranzen ausgleichen zu können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Druckmittelzylinder gemäß der Erfindung, im axialen Schnitt, in einer schematischen Seitenansicht,

Fig. 2 den Druckmittelzylinder nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie H-II der Fig. 1, in einer perspektivischen Teildarstellung und in einem anderen-Maßstab, und

Fig. 3 den Druckmittelzylinder nach Fig. 1, ge7 schnitten längs der Linie XII-XII der Fig. 1, in einer perspektivischen Teildarstellung und in einem anderen Maßstab.

Der Druckmittelzylinder weist ein Zylinderrohr 1 auf, das eine zylindrische Zylinderbohrung 2 enthält, deren Achse 3 gegenüber der bei 4 angedeuteten Symmetrieebene des Zylinderrohres 1 exzentrisch angeordnet ist. Das Zylinderrohr 1 ist oben und unten durch zwei parallele Flächen 5,6 begrenzt und weist einen in die Zylinderbohrung 2 führenden Längsschlitz 7 auf, der in der Fläche 5 mündet.

In der Zylinderbohrung 2 des endseitig durch zwei Deckel 8,9 verschlossenen Zylinderrohres 1 ist ein Kolben 10 verschieblich geführt, der endseitig bei 11 und 12 jeweils mittels einer Dichtmanschette gegen die Innenwand der Zylinderbohrung 2 abgedichtet ist und einen mittleren Teil 13 kleineren Durchmessers aufweist. Auf den Teil 13 ist ein Kraftübertragungselement 14 aufgesetzt, das mittels eines stegartigen Teiles 15 durch den Längsschlitz 7 ragt und ein mit dem stegartigen Teil 15 verbundenes bügeiförmiges Führungsteil 16 aufweist, welches in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise eine im wesentlichen ü-förmige Querschnittsgestalt aufweist und das Zylinderrohr 1 von außen her teilweise umgreift. Auf das Führungsteil 16 sind zwei parallele Flansche 17 aufgesetzt, die zum Anschluß der nicht weiter dargestellten angetriebenen Einrichtung dienen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kraftübertragungselement 14 mit all seinen erwähnten

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Teilen einstückig ausgebildet. Es sind aber auch .Ausführungsformen denkbar/ bei denen ein mehrteiliges Kraftübertragungselement 14 Verwendung findet, dessen Teile (beispielsweise 15,16,17) miteinander verschraubt oder verschweißt sind.

Beidseitig des Längsschlitzes 7 sind in der Außenwand des Zylinderrohres 1 einander gegenüberliegend zwei prismatische Führungsnuten 18 von im wesentlichen dreiecksförmiger Querschnittsgestalt angeordnet, die parallel zueinander ausgerichtet sich über die Länge des Zylinderrohres 1 erstrecken und Führungsbahnen für das Kraftübertragungselement 14 bilden. Mit den Führungsnuten 18 wirken zwei prismatische Führungsleisten 19 zusammen, die in entsprechende Nuten auf der Innenseite der Schenkel des Führungsteiles 16 eingesetzt sind und die aus einem reibungsarmen und verschleißfesten Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial,wie etwa Polytetrafluoräthylen, bestehen. Die Führungsleisten 19, die gemeinsam mit den Führungsnuten 18 eine Parallelführung für das Kraftübertragungselement bilden und über die sich das Führungsteil 16 und damit das Kraftübertragungselement 14 selbst gegen die Außenwand des Zylinderrohres 1 abstützt, sind mittels Stellschrauben 21 auf die bei 22 angedeutete Symmetrieebene des Längsschlitzes 7 zu nachstellbar.

Zusätzlich zu den beiden in Fig. 2 dargestellten Führungsnuten 18 in der Nähe des Längsschlitzes 7 kann das Zylinderrohr 1 noch weitere Führungsnuten 18 aufweisen, von denen im vorliegenden Falle zwei bei 18a vorgesehen sind. Die beiden Führungsnuten 18a liegen unterhalb der die Achse 3 der Zylinderbohrung 2 und damit des Kolbens 10 enthaltenden Symmetrieebene 23; in sie greifen entsprechende

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ASa ein, von denen eine in Yig. 2 links gestrichelt veranschaulicht ist und die ebenfalls mittels Schrauben 21 nachstellbar sind. Die Führungsleisten 19a sind ihrerseits jeweils in einer, beispielsweise bei 24 schematisch angedeuteten Verlängerung des zugeordneten Schenkels 20 des Führungsteiles 16 angeordnet.

Anstelle der Führungsleisten 19 könnten naturgemäß auch Wälzkörper oder Wälzlager als Abstützelemente verwendet werden, wie es auch denkbar ist, die Führungsnuten 18 in den Schenkeln 20 anzuordnen und die Führungsleisten 19 bzw. die erwähnten Abstützelemente auf der Zylinderrohraußenwand vorzusehen.

Wenn bei einem von der Druckmittelbeaufschlagung herrührenden Krafthub des Kolbens 10 auf das Kraftübertragungselement 14 eine quer zu der Kolbenlängsachse 3 gerichtete Kraft oder ein Moment ausgeübt werden sollte, so werden diese Kraft bzw. das Moment von den Führungsnuten 18 und den Führungsleisten 19 einwandfrei aufgenommen, so daß der Kolben 10 dadurch nicht beeinträchtigt wird und auch keine Aufweitung des Längsschlitzes 7 des Zylinderrohres 1 erfolgt. Da die beiden Führungsleisten 19 zwischen der die Berandung des Längsschlitzes 7 enthaltenden Fläche 5 und der Symmetrieebene 23 in der Nähe des Längsschlitzes 7 liegen und somit bestrebt sind, die Außenwand des Zylinderrohres 1 im Bereiche des Längsschlitzes 7 zusammenzudrücken, verhindert das Kraftübertragungselement 14 mit seinem Führungsteil 16 und mit der von den Teilen 18,19 gebildeten Parallelführung eine unerwünschte Aufweitung des Längsschlitzes 7.

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Die beiden Führungsnuten 18 liegen mit ihrer Mittelachse ersichtlich jeweils in einer durch die Kolbenachse 3 verlaufenden Ebene, die mit der Längsmittelebene 22 des Längsschlitzes 7 einen Winkelet von ca. 45° einschließt. Dadurch wird eine gleichmäßige Aufnahme einer radialen Last des Kraftübertragungselementes 14 durch beide Führungsnuten 18 gewährleistet.

Die Abdichtung des Längsschlitzes 7 in den Bereichen außerhalb des Kolbens 10 erfolgt durch ein in der Zylinderbohrung 2 angeordnetes endseitig in den Deckeln 8,9 verankertes biegsames Band 25, das unter einem in Zylinderlängsrichtung doppelt keilförmigen Bandspreizteil 26 hindurchgeführt ist, auf welchem ein biegsames ebenfalls in den Deckeln 8,9 endseitig verankertes Abdeckband 27 aufliegt, das durch zwei Andrückteile an den Enden des Kraftübertragungselementes 14 oberhalb des Kolbens 10 gegen die Zylinderrohraußenfläche niedergedrückt wird. Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, liegt das Abdeckband 27 in einer zu dem Längsschlitz 7 symmetrischen Längsnut 29 der Fläche 5 des Zylinderrohres 1, während sich das Abdeckband 25 außerhalb des Kolbens 10 in eine ebenfalls symmetrisch zu dem Längsschlitz angeordnete Längsnut 30 einlegt, die ihm gleichzeitig eine seitliche Führung gibt und deren Grund 31 die Druckmittelbelastung aufnimmt. Das Dichtband 25 ist mit zwei keilförmig zulaufenden Dichtlippen oder -leisten 3 2 versehen, die mit entsprechenden Dichtflächen 33 im Bereiche der Zylinderbohrung 2 zusammenwirken. Das Abdeckband 27 hält das Dichtband 25 mittels zweier lösbarer Verbindungsglieder, die in Gestalt eines an dem Dichtband 25 angeformten, im Querschnitt im wesentlichen keilförmigen Steges 34 und einer an

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dem Abdeckband 27 vorgesehenen ebenfalls entsprechend keilförmig profilierten randoffenen Längsnut 35 gebildet sind. Die beiden Verbindungselemente 34/35 werden bei der Vorbewegung des Kolbens und der dabei von dem Bandspreizteil bewirkten Spreizung der beiden Bänder 25,27 voneinander gelöst, während sie auf der anderen Kolben seite von dem Kolben 10 und dem Andrückteil miteinander in Eingriff gebracht werden, so daß sie den Zustand nach Fig. 3 einnehmen.

Leerseite

Claims

fotenlfflwälte DipJ.-lng. W. Scherrmann Dr.-lng.R.Rüger 7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach 348 24. Juni 1981 ^J- ff11()IM 35 9619 PA 2 rÜal Telex 07256810 imru Telegramme Palentschutz Essllngenneckar Patentansprüche

1. Druckmittelzylinder mit einem längsgeschlitzten endseitig verschlossenen Zylinderrohr, in dem ein abgedichteter Kolben längsverschieblich geführt ist und dessen Längsschlitz beiderseits des Kolbens durch ein innenliegendes biegsames Abdeckband abgedichtet ist, das im Bereiche des Kolbens unter einem durch den Längsschlitz nach außen ragenden, mit dem Kolben unmittelbar verbundenen Kraftübertragungselement hindurchgeführt ist, wobei das Kraftübertragungselement über eine mit dem Zylinderrohr starr verbundene,wenigstens zwei außerhalb des Zylinderrohres liegende Führungsbahnen aufweisende Parallelführung längsgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Längsschlitzes (7) unmittelbar auf der Außenseite des Zylinderrohres (1) wenigstens zwei parallele Führungsbahnen (18) in dem Bereich zwischen der äußeren Berandung des Längsschlitzes (7) und der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene (23) angeordnet sind, und daß das Kraftübertragungselement (14) ein das Zylinderrohr (1) bis auf die Höhe der Führungsbahnen (18) übergreifendes bügelartiges Führungsteil (16) aufweist, das seitlich gegen die Führungsbahnen (18) abgestützt ist.

2. Druckmittelzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (1) zumindest auf einer Seite des Längsschlitzes (7) zwei paarweise übereinanderliegende parallele Führungsbahnen (18,18a) trägt.

3. Druckmittelzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden paarweise übereinanderliegenden Führungsbahnen (18,18a) jeweils oberhalb und unterhalb der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene (23) liegen.

4. Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden An-'Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig des Längsschlitzes (7) liegenden Führungsbahnen (18, 18a) mit ihrer Mittelachse jeweils in einer durch die Kolbenachse (3) verlaufenden Ebene liegen, die mit der Längsmittelebene (22) des Längsschlitzes (7) einen Winkel (o\.) von ca. 45° einschließt.

5. Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen durch an der Zylinderrohraußenwand oder dem Führungsteil (16) angeordnete Längsnuten (18,18a) gebildet sind.

6. Druckmittelzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (18,18a) eine prismatische Gestalt aufweisen.

7. Druckmittelzylinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (16) über Führungsleisten (19,19a) gegen die Längsnuten (18,18a) abgestützt ist.

8. Druckmittelzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (19,19a) aus einem verschleißfesten, reibungsarmen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, bestehen.

9. Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (16) nachstellbar gegen die Führungsbahnen (18, 18a) abgestützt ist.

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10. Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (16) über Wälzkörper gegen die Führungsbahnen (18, 18a) abgestützt ist.