DE3204303A1 - Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

Hydraulikzylinder

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikzylinder gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere auf einen derartigen Zylinder, der vor allem für Vibrationsversuche mit niedriger Frequenz, das heißt z.B. unter 10 Hz, oder als Positionierelement bei Werkzeugmaschinen od.dgl. benutzt werden kann. Ein derartiger Hydraulikzylinder wird mittels einer Steuereinrichtung gesteuert, die im allgemeinen ein Servoventil besitzt, das am Zylindergehäuse sitzt und mit dem Zylinder über eine Platte verbunden ist. Diese Platte bildet das Verteilungselement für das Druckmittel in den Kammern des Hydraulikzylinders.

Eine derartige Verteilungsplatte erfordert hohe Kosten und- ist relativ kompliziert aufgebaut." Dadurch besteht die Gefahr von Leckverlusten des darin zirkulierenden Druckmittels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikzylinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei dem eine derartige Verteilungsplatte entfallen kann und der dank dieser Ausbildung die eingangs geschilderten Nachteile beseitigt.

Die Aufgabe ist bei einem Hydraulikzylinder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 gebannten Art dadurch gelöst, daß das Gehäuse eine innere Buchse mit einer darin begrenzten, zylindrischen

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■J Axialbohrung enthält, innerhalb der der Kolben dicht geführt ist und deren axiale Enden über in der Buchse gebildete Kanäle mit den Druckmittelzufluß- und -abflußöffnungen des Gehäuses in Verbindung stehen.

Bei diesem erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder übernimmt also die im Inneren des Zylindergehäuses eingebrachte Buchse die Rolle des Verteilungsorganes für das Druckmittel in die beidseitig des Kolbens befindlichen Kammern des Hydraulikzylinders. Die Druckmittelzuflußöffnungen und Druckmittelabflußöffnungen, die im Gehäuse des Hydraulikzylinders gebildet sind, können direkt an das Servoventil angeschlossen-werden* evtl. unter Zwischenschaltung eines .Druckbegrenzers. Mithin kann eine Verteilungsplatte, die bei bekannten Hydraulikzylindern zwischen dem Servoventil und dem Zylindergehäuse vorgesehen war, nun entfallen.

Als weitere Folge erlaubt es die Erfindung im übrigen, die Herstellung des Gehäuses des Zylinders zu vereinfachen; denn die Axialbohrung, in die die Buchse eingepaßt ist, kann nun in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden. Dies führt zu einem kompakten und preiswerten Hydraulikzylinder. ■ i - { Außerdem ist es möglich, eine Palette verschiedene-r Hydraulikzylinder bereitzustellen, die alle das gleiche Zylindergehäuse haben, die untereinander jedoch hinsichtlich der Abmessungen der in das Zylindergehäuse eingebrachten Buchse und/oder der Abmessungen der Kolbenstange variieren.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. .Es zeigen: - -

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Fig. 1 einen schematischen axialen Längsschnitt eines Hydraulikzylinders gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.,

Fig. 2 einen axialen Längsschnitt der Buchse des 5

Hydraulikzylinders, in größerem Maßstab,.

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht der Buchse in Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Teiles der Buchse in Fig. 2 und 3,

Fig. 5 einen axialen Längsschnitt entsprechend

demjenigen in Fig. 2, jedoch eines zweiten Ausführungsbeispieles der Buchse,

und 7 eine Ansicht entsprechend derjenigen in

Fig. 3 bzw. 4 der Buchse gemäß dem zweiten • Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt schematisch einen axialen Längsschnitt eines Hydraulikzylinders gemäß der Erfindung.

Der Zylinder 10 in Fig. 11 weist ein innen hohles Gehäuse 11 auf/das z.Betwa rohrförmig und zylindrisch ist. Die beiden offenen Enden des Gehäuses 11 sind mittels eingesetzter Deckel 12 verschlossen, die axial von den beidseitigen Kolbenstangen 13 eines Kolbens 14 durchsetzt sind, der im Inneren des Gehäuses 11 zu einer geradlinigen, hin- und hergehenden Bewegung verschieb-

or» bar ist. Die beiden Kolbenstangen 13 haben etwa gleiche Querschnittsabmessungen. Die eine Kolbenstange 13 ist dazu bestimmt, daß sie mit ihrem Ende 15 an ein geradlinig und hin- und hergehend zu bewegendes Glied angeschlossen wird. Die andere Kolbenstange kann in bekannter Weise mit einem Positionsgeber 16 verbunden werden, z.B. einer Spule mit beweglichem Kern.

Die Deckel 12, die die beiden Enden des Zylindergehäuses 11 abschließen, bilden Führungslager für die Kolbenstangen 13 und sind mit Dichtvorrichtungen 17 versehen.

Das Ventilgehäuse 11 weist zwei Strömungsmittelkanäle 18 auf, die z.B. in bezug auf die mittlere Diametralebene des Gehäuses 11 symmetrisch angeordnet sind und die aus Radialbohrungen oder Querbohrungen des Ventilgehäuses 11 bestehen können.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche des Zylindergehäuses 11 zylindrisch mit Kreisquerschnitt ausgebildet. Sie nimmt eine etwa rohrförmige,zylindrische Buchse 20 auf, die unbeweglich im Inneren des Zylindergehäuses 11 und dadurch gehalten ist, daß sie sich mit ihren Enden an den endseitigen Deckeln 12 abstützt.

Die Buchse.20 ist in Fig. 2, 3 und 4 gut sichtbar. sie enthält eine Axialbohrung 21, die an beiden Enden der Buchse 20 jeweils in zugeordnete Eintiefungen 22 ausmündet, und zwar über eine Abfasung 23, die das Einsetzen des Kolbens 14 des Hydraulikzylinders in die Axialbohrung 21 erleichtert. Die zylindrische äußere Umfangsflache des Kolbens 14 ist mit einem Dichtungsring 24 versehen, der mit Druck in Kontakt mit der zylindrischen Innenfläche der Axialbohrung 21 steht. In vorteilhafter Weise ist der Außendurchmesser des Kolbens 14 ein wenig kleiner als der Durchmesser der Axialbohrung

™ 21, derart, daß der Kolben 14 und die Axialbohrung 21 nur über den Dichtungsring 24 miteinander in Berührung stehen, wodurch eine Reibung Metall auf Metall verhindert ist.

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] Die äußern Urnfangsf lache der Buchse 20 ist etwa zylindrisch mit Kreisquerschnitt. Sie weist eine mittlere Ringschulter 25 auf, die eine für die Aufnahme einer Dichtung geeignete Nut 2G enthält. Auf beiden Seiten der mittleren Ringschulter 25 sind Zylinderflächenabschnitte 27 gebildet, die einen kleineren Durchmesser als die mittlere Ringschulter 25 besitzen.. Außerdem sind in der Nähe der beiden Enden der Buchse 20 durch deren äußere Umfangsflache weitere Zylinderflächenabschnitte gebildet, deren Durchmesser etwa gleich demjenigen der mittleren Ringschulter 25 ist.

Die Buchse 20 ist mit Druckmittelkanälen versehen, die beim ersten Ausführungsbeispiel aus Längsnuten 29 in beiden Zylinderflächenabschnitten 28 derBuchse 20 gebildet sind. Die Längsnuten 29 sind z.B. durch Fräsen hergestellt. Sie münden an den Enden der Buchse 20 in die dortigen Eintiefungen 22 ein. Die Nuttiefe der Längsnuten 29 ist etwas kleiner als die Radiusdifferenz zwischen den Zylinderflächenabschnitten 28 und 27 der Buchse 20.

Die Durchmesser der Zylinderflächenabschnitte 28 sowie der mittleren Ringschulter 25 sind sehr geringfügig kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche des Zylindergehäuses 11,so daß eine Einpassung der Buchse 20 in das Zylindergehäuse ermöglicht ist.

Die Druckmittelzufluß- und -abflußöffnungen 18 im Zylindergehäuse sind durch einen Zylinderflächenabschnitt 30 voneinander getrennt. Der Zylinderflächenabschnitt wirkt mit der in der Nut 26 der Buchse 20 sitzenden Dichtung zusammen. Die Druckmittelzufluß- und -abflußöffnungen 18 münden jeweils in eine Ringnut 31 aus, deren <i~> Durchmesser etwas größer ist als derjenige des übrigen Teiles der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses 11.

Bei der Montage wird die Buchse 20 in das Innere des Zylindergehäuses 11 eingesetzt und dann der Kolben 14 in die Buchse 20 eingebracht. Dann werden die endseitigen Abschlußdeckel 12 und die Dichtvorrichtungen 17 an den beiden Enden des Zylindergehäuses 11 befestigt. Der Kolben 14 und die Kolbenstangen 13 werden in der einen oder anderen Richtung durch das Druckmittel verschoben, welches vom Servoventil 32 über eine Öffnung 18, die Längsnuten 29 und eine der Eintiefungen 22 bis zu einer der Kammern geführt wird, die beidseitig des Kolbens 14 innerhalb der Axialbohrung 21 der Buchse 20 gebildet sind. Die Wirkungsweise eines derartigen Hydraulikzylinders ist bekannt und braucht hier nicht weiter im

Detail erläutert zu werden.
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In Fig. 5-7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Buchse eines Hydraulikzylinders gezeigt. Diese Buchse unterscheidet sich von der Buchse 20 gemäß dem' ersten Ausführungsbeispiel CFig. 2-4) dadurch, daß die im

Umfangsbereich der Buchse gebildeten Flüssigkeitskanäle nicht aus Längsnuten oder eingefrästen Rillen bestehen, sondern aus Längsbohrungen 49. Letzere verlaufen axial durch den jeweiligen endseitigen Zylinderflächenabschnitt 48 oder Ringbund der_Buchse 40. Die Längsbohrungen 49 münden an den Enden der Buchse 40 in die dortigen Eintiefungen 43 so aus, daß sie mit der Axialbohrung 41 der Buchse 40 in Verbindung stehen können. Mit ihren einander zugewandten Enden münden die Längsbohrungen 49 ■ im Bereich von Zylinderflächenabschnitten 47 aus, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Zylinderflächenabschnitte 48 am Ende ist. Diese Zylinderflachenabschnitte47 befinden sich beidseitig einer mittleren Ringschulter 45, die eine Nut 46 für einen Dichtring ent-

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' Die Buchsen 20 oder 40 gemäß der Erfindung erlauben auf einfache Weise eine Verteilung des Druckmediums in die Arbeitsräume, die beidseitig des Kolbens 14 im Hydraulikzylinder gebildet sind, und dies mit relativ geringen Leckverlusten. Die Axialbohrune des Zylindergehäuses kann in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden, wodurch die Herstellung erleichtert und die Kosten gesenkt werden. Darüberhinaus kann man eine ganze Palette verschiedener Hydraulikzylinder bereitstellen, bei denen

^ jeweils das gleiche Zylindergehäuse, verwendet wird, die aber mit Buchsen unterschiedlicher inneren Abmessungen ausgerüstet sind.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   [ 1~T) Hydraulikzylinder, mit einem Gehäuse (11), das Druckmittelzufluß- und -abflußöffnungen (18) und im Inne-ren einen beweglichen Kolben (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) eine innere Buchse (20; 40) mit einer zylindrischen Axialbohrung (21;41) enthält, innerhalb der der Kolben (14) dicht geführt ist und deren axiale Enden (22;43) über Kanäle (29_{49) der Buchse (20*40) mit den Druckmittelzufluß- und -ablußöffnungen (18) des Gehäuses (11) in Verbindung stehen.
2. 2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsflache der Buchse (20; 40) zumindest eine Ringschulter (25_;45) aufweist, die mit einer Dichtung versehen ist, welche unter Druck mit einem Zylinderflächenabschnitt (30) der Innenfläche des Gehäuses (11) zusammenwirkt, und daß der Zylinderflächenabschnitt (30) zwischen den Ausmündungsstellen der Druckmittelzufluß- und -abflußöffnungen (18) im Gehäuse (11) gebildet ist.
3. 3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (20j40) in der Nähe ihrer axialen Enden jeweils einen Ringbund (28j48) aufweist, der jeweils mit dar InnonfJüchB dan Gohäuutjs (1T)in nüwa in UarühnJ'¹ steht und in dem jeweils die Kanäle (29|49) der Buchse (20;40) gebildet sind.

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4. 4. Hydraulikzylinder nach Anspruch 3, dadurch gek ennzeichnet, daß die Kanäle (29) als Längsnuten in jedem endseitigen Ringbund [28) der Buchse (20) ausgebildet sind und an den Enden (22,23) . der Buchse (20) mit deren zylindrischer Axialbohrung (21) in Verbindung stehen.
5. 5. Hydraulikzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (49) als Längsbohrungen ausgebildet sind, die axial durch den jeweiligen endseitigen Ringbund (48) der Buchse (40) hindurchführen und an den Enden (43) der Buchse (40) mit deren zylindrischer Axialbohrung (41) in Verbindung stehen.
6. 6. Hydraulikzylinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (20;40) an beiden Enden eine Eintiefung (22;43) , z.B.-Ausdrahung,aufweist/in die die Kanäle (29; 49), insfae-

   sondere Längsnuten oder Langsbohruhgen, einmünden.
7. 7. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichne t, daß die mit einer Dichtung versehene Ringschulter (25;45)

   der Buchse (20j40) im Bereich der Längenmitte der Buchse (20j40) angeordnet ist.
8. 8. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1-7,

   dadurch gekennzeichnet, daß die

   Innenfläche des Gehäuses (11) zylindrisch mit Kreisquerschnitt ausgebildet ist und daß die ebenfalls etwa zylindrische Buchse (20;40) endseitig an den Abschlußwänden (12) des Gehäuses (11) gehalten und abgestützt

   ist.
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9. 9. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1-8,

   dadurch gekennzeichnet, daß die DruckmittelzufIuB- und -abflußöffnungen (18) im Gehäuse (11) als quer durch die Umfangswandung des Gehäuses (11) gehende Bohrungen ausgebildet sind und im Gehäuseinneren in zugeordnete Ringnuten (31) ein-, münden, die zu beiden Seiten des Zylinderflächenabschnitts (30) gebildet sind, welcher mit der Dichtung der Buchse (20;40) zusammenwirkt. 10

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