DE3710348C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einfach wirkenden Hydraulikzylinder mit einem Kolben, der in einem einseitig geschlossenen Zylinderrohr axial verschiebbar ist, einem den Kolben im Bereich des offenen Endes des Zylinderrohres um­ gebenden Führungsring, einem den Führungsring im Zylinderrohr festlegen­ den, teilweise in eine im Zylinderrohr umlaufende Ringnut eingelegten Halte­ ring, einer in der Radialebene des Halteringes in das Zylinderrohr eintreten­ den Gewindebohrung und einem ringförmigen, den Kolben im Bereich des offenen Endes des Zylinderrohres umgebenden Dichtungsring.

Aus der DE-PS 19 20 093 ist ein einfach wirkender Hydraulikzylinder dieser Art bekannt. Der Hydraulikzylinder führt einen Kolben oder Plunger, der durch einen im Zylinder umlaufenden Haltering im Zylinder festgelegt ist. In der Radialebene des Halteringes ist eine Gewindebohrung vorgesehen, die das Einsetzen und Herausnehmen des Halteringes ermöglichen soll.

Bei dem bekannten Zylinder wird durch die Gewindebohrung ein Drahtab­ schnitt in eine Bohrung des Führungsringes eingeschoben, und der Führungs­ ring wird anschließend gedreht, bis der Drahtabschnitt vollständig um den Führungsring herum zwischen diesem und der Zylinderwand liegt. Das Lösen dieser Verbindung ist naturgemäß schwierig. Zunächst muß versucht wer­ den, das Ende des Drahtes hochzubiegen und durch die Gewindebohrung an dem Gewinde vorbei herauszuziehen. Der Draht ist anschließend nicht wie­ der verwendbar, so daß entsprechende Ersatzdrähte bereitgehalten werden müssen. Die Demontage des Führungsringes muß jedesmal erfolgen, wenn etwa die innere oder äußere Dichtung des Führungsringes oder der Abstreifer, also eines von drei Verschleißteilen, beschädigt ist. Dies erfordert häufige Montage- und Demontagevorgänge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Hydraulik­ zylinder derart fortzubilden, daß die Montage und Demontage vereinfacht sind und rascher durchgeführt werden können. Die einzelnen Bauteile sollen nach der Demontage wiederverwendbar sein.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen im Hauptanspruch­ oberbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Führungsring auf der dem offenen Ende des Zylinderrohres zugewandten Seite eine umlau­ fende Freidrehung auf der äußeren Oberfläche aufweist, daß der Haltering ein geteilter, von der Innenseite des Zylinderrohres her in die Nut einlegbarer Federring ist, der in der montierten Stellung in der Freidrehung liegt und den Führungsring zum offenen Ende d es Zylinderrohrs hin abstützt, ohne die Verschiebung des Führungsringes in Gegenrichtung zu behindern, und daß der Dichtungsring an der zum offenen Ende des Zylinderrohres weisenden Stirnseite des Führungsringes liegt und unmittelbar den Ringraum zwischen dem Zylinderrohr und dem Kolben überbrückt.

Erfindungsgemäß wird der Führungsring nur von der offenen Zylinderseite her durch einen Federring abgestützt, in der Erkenntnis, daß wegen des im Zylinder herrschenden hydraulischen Drucks eine Abstützung nach innen nicht notwendig ist. Daher besteht die Möglichkeit, zur Montage und Demon­ tage des Federringes den Führungsring nach innen zu verschieben, so daß der Federring in einfacher Weise vom Inneren des Zylinders her eingesetzt oder entfernt werden kann. Dabei dient die Gewindebohrung als Montagehilfe, da von hier aus der Federring mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs aus der Führungsnut herausgedrückt werden kann.

Die wesentlichen Verschleißteile, nämlich der Dichtungsring und der Ab­ streifring, liegen vor dem Führungsring, so daß zum Wechseln dieser Ver­ schleißteile eine Demontage des Führungsringes entbehrlich ist. Es ist nur ein Dichtungsring vorgesehen, der den Zwischenraum zwischen dem Kolben und der Innenwand des Zylinders vollständig überbrückt. Beim Wechsel des Dichtungsringes und des Abstreifringes verbleibt der Führungsring im Zylin­ der, und Kolben und Zylinder müssen daher nicht demontiert werden. Die Gewindebohrung dient nicht nur als Montagehilfe, sondern zugleich als Ent­ lüftungsbohrung in unmittelbarer Nähe des oberen Endes des Zylinders.

Zum weiteren Stand der Technik wird auf die DE 32 14 777 A1 und die DE- OS 15 76 083 hingewiesen. Die DE 32 14 777 A1 zeigt und beschreibt einen einfach wirkenden, druckmittelbetriebenen Zylinder, bei dem der Führungs­ ring auf der dem offenen Ende des Zylinderrohres zugewandten Seite eine umlaufende Freidrehung auf der äußeren Oberfläche aufweist. Der Haltering ist ein von der Innenseite des Zylinderrohres her in die Nut einlegbarer Fe­ derring, der in montierter Stellung in der Freidrehung liegt und den Füh­ rungsring zum offenen Ende des Zylinderrohres hin abstützt, ohne die Ver­ schiebung des Führungsringes in Gegenrichtung zu behindern. Insgesamt handelt es sich um einen Pneumatikzylinder mit einem speziell auf diesen zu geschnittenen Schnellentlüftungsventil, so daß es an weiteren Übereinstim­ mungen mit der vorliegenden Gattung der Hydraulikzylinder fehlt.

Die DE-OS 15 76 083 zeigt und beschreibt einen einfach wirkenden Hydrau­ likzylinder, bei dem der Führungsring auf der dem offenen Ende des Zylin­ derrohres zugewandten Seite eine umlaufende Freidrehung auf der äußeren Oberfläche aufweist, wobei der Haltering ein von der Innenseite des Zylinder­ rohres her in die Nut einlegbarer Federring ist, der in der montierten Stel­ lung in der Freidrehung liegt und den Führungsring zum offenen Ende des Zylinderrohres hin abstützt, ohne die Verschiebung des Führungsringes in Gegenrichtung zu behindern. Der Dichtring überbrückt den Zwischenraum zwischen dem Kolben und der Zylinderwand. Darüber hinaus bestehen keine Übereinstimmungen mit dem folgenden Anmeldungsgegenstand.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder, teilweise im Längsschnitt;

Fig. 2 den Verbindungsbereich zwischen dem Kolben und dem Zylinderrohr des Hydraulikzylinders mit dem Führungsring gem. Fig. 1, jedoch in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Verbindungsbe­ reich des Zylinderrohrs;

Fig. 4 eine stirnseitige Ansicht des Zylinderrohrs im Verbindungsbereich;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Führungsring;

Fig. 6 einen abgewandelten Führungsring, teilweise im Längsschnitt und teilweise in der Ansicht;

Fig. 7 eine Draufsicht auf den Führungsring gemäß Fig. 6.

Ein erfindungsgemäßer Hydraulikzylinder besteht aus einem Zylinderrohr 10 und einem Kolben 11, der in dem Zylinder­ rohr 10 eingesteckt ist. Gemäß Fig. 1 der Zeichnung grenzt an dem linken stirnseitigen Ende des Zylinderrohrs 10, dem Zylinderboden 12, ein Lagerauge 13 an, welches ein Ge­ lenklager 14 umfaßt. Am rechten Ende des Hydraulikzylin­ ders befindet sich ein solches Lagerauge 13 mit einem Ge­ lenklager 14 an dem aus dem Zylinderrohr 10 herausragen­ den Ende des Kolbens 11. Über diese Gelenklager 14 ist der Hydraulikzylinder in einer Anlage einbaubar.

Der Kolben 11 ist an seinem dem Zylinderboden 12 benach­ barten Ende mit einem Führungskolben 15 umgeben und weist hier einen seinen Hub in dem Zylinderrohr 10 begrenzenden Federstahlring 16 in einer Umfangsnut 17 auf. In der Nähe der Einstecköffnung des Zylinderrohrs 10 befindet sich in diesem ein Führungsring 18 für den Kolben 11, wobei der Führungsring 18 mit seiner inneren Oberfläche an dem Kolben 11 und mit seiner äußeren Oberfläche an der inneren Oberfläche des Zylinderrohrs 10 anliegt. Der Führungsring 18 weist eine von der Seite der Zylinderrohr­ öffnung ausgehende Freidrehung 19 an seiner äußeren Man­ telfläche auf, die als Anlagefläche für einen Federring 20 dient, mit dem der Führungsring 18 in dem Zylinder­ rohr 10 axial befestigt ist. Entsprechend der Freidre­ hung 19 in dem Führungsring 18 befindet sich eine Ring­ nut 21 in dem Zylinderrohr 10 für den Federring 20. Die­ ser liegt mit seinem äußeren Teil entsprechend etwa sei­ nem halben Querschnitt in der Ringnut 21 und mit seinem inneren Teil entsprechend etwa der anderen Hälfte des Querschnitts in der Freidrehung 19 des Führungsringes 18. Eine Verschiebung des Führungsringes 18 innerhalb des Zylinderrohrs 10 ist daher nur in einer Richtung möglich, und zwar in Richtung von rechts nach links gemäß der Zeichnung, so daß der Raum der Freidrehung 19 an dem Fe­ derring 20 entlangbewegt wird.

Die Ringnut 21 für den Federring 20 durchläuft den Bereich einer Gewindebohrung 22, die sich mit Hilfe einer Ver­ schlußschraube 23 mit einer Dichtung 24 verschließen läßt.

An der zum Öffnungsende des Zylinderrohrs 10 weisenden Stirnseite des Führungsrings 18 grenzt ein als Nutring ausgebildeter Dichtungsring 25 an, der auf seiner Breite den Ringraum zwischen dem Kolben 11 und dem Zylinderrohr 10 vollständig ausfüllt. Der die Hauptabdichtung über­ nehmende Dichtungsring 25 wird von einem ringförmigen Zy­ linderkopf 26 gehalten, der ebenfalls in dem Ringraum zwischen dem Kolben 11 und dem Zylinderrohr 10 angeord­ net ist und sich an dem Dichtungsring 25 an seiner zur Öffnungsseite des Zylinderrohrs 10 weisenden Stirnseite anschließt. Dieser Zylinderkopf 26 weist eine Ringnut auf, in der ein an dem Kolben 11 anlie­ gender Abstreifring 27 gehalten wird. Die Befestigung des Abstreifrings 27 in dem Zylinderrohr 10 in axialer Richtung ist ebenso durchgeführt, wie die Befestigung des Führungsringes 18. Auch der Zylinderkopf 26 weist eine Freidrehung auf, in welcher ein zweiter Federring 28 anliegt, der in einer weiteren Ringnut 29 des Zylin­ derrohrs 10 teilweise eingesetzt ist. Die Federringe 20 und 28 sind an einer Stelle ihres Umfangs jeweils offen, also nicht endlos. Der Dichtungsring 25 ist eben­ falls an einer Umfangsstelle geteilt, hat im eingebau­ ten Zustand hier jedoch keine Öffnung, sondern ein Trenn­ fugenprofil, um die Dichtungsfunktion auch hier über­ nehmen zu können.

Als Montagehilfe bei einem Dichtungswechsel dient eine Längsnut 30 an der inneren Oberfläche des Zylinder­ rohrs 10, die sich von der Öffnungsstirnseite achspa­ rallel bis zu der Ringnut 29 für den zweiten Feder­ ring 28 erstreckt. In diese Längsnut 30 kann ein Werk­ zeug eingesteckt werden, um den zweiten Federring 28 aus seiner Ringnut 29 herauszuholen, wenn der Zylinder­ kopf 26 von dem Kolben 11 abgezogen werden soll. Die­ ser Montagehilfe bei einem Dichtungswechsel entspricht die Gewindebohrung 22 als Montagehilfe bei einem Kolbenstangenwechsel. Dann kann hier ein Werkzeug durch die Gewindebohrung 22 hindurchgesteckt werden, um den Feder­ ring 20 aus seiner Ringnut 21 herauszudrücken.

Der Führungsring 18 weist an seiner inneren Oberfläche eine wendelförmige Kanalnut 31 auf. Durch diese kann die Druckflüssigkeit des Hydraulikzylinders in dem Zy­ linderrohr 10 von der Seite des Zylinderbodens 12 an dem Kolben 11 vorbei zu dem Dichtungsring 25 gelangen. Die Druckflüssigkeit wird an einer Radialbohrung 32 in den Zylinderboden 12 eingeleitet und gelangt von dort durch eine achsparallele Bohrung 33 an die innere Stirn­ seite des Kolbens 11, sie strömt von dort an dem Füh­ rungskolben 15 vorbei zu dem Führungsring 18.

Der abgewandelte Führungsring 34 gemäß Fig. 6 und 7 mit seiner Kanalnut 31 weist eine von der äußeren Mantel­ fläche ausgehende radiale Sacklochbohrung 35 auf, die sich im eingebauten Zustand an der Gewindebohrung 22 des Zylinderrohrs 10 anschließt. Die als Gewindeboh­ rung ausgeführte Gewindebohrung 22 mit der Ver­ schlußschraube 23 im Zylinderrohr 10 hat drei Hauptfunk­ tionen, sie sorgt erstens für die Entlüftung im abso­ luten oberen Totpunkt vor dem Dichtungsring 25, sie wirkt zweitens als Demontagehilfe beim Wechseln des Kolbens 11 und sie verhindert drittens eine Verdrehung des Führungs­ ringes 18 innerhalb des Zylinderrohrs 10 in Umfangsrich­ tung. In diesem dritten Fall ragt vorteilhafterweise die Verschlußschraube 23 bis in die Sacklochbohrung 35 des Führungsringes 34 hinein.

Außer dem Transport von Druckflüssigkeit bzw. Hydrau­ liköl zum Dichtungsring 25 sorgt die Kanalnut 31 des Führungsringes 18 bzw. 34 für die Schmierung des Kol­ bens 11.

In vielen Fällen ist es möglich, auch den Abstreifring 27 nach einem Wechsel des Dichtungsringes 25 wieder zu verwenden. Der Hydraulikzylinder braucht dann aus der Anlage nicht ausgebaut zu werden. Zum Auswechseln des Dichtungsringes 25 wird zunächst der Zylinderkopf 26 innerhalb des Zylinderrohrs 10 verschoben, indem von außen stirnseitig Schläge auf den Zylinderkopf 26 auf­ gebracht werden. Das erfolgt so lange, bis der zweite Federring 28 freiliegt. Dieser wird dann herausgenom­ men, wobei die Längsnut 30 als Demontagehilfe wirkt. Der Zylinderkopf 26 läßt sich dann mit zwei Schrauben­ ziehern aus dem Zylinderrohr 10 herausziehen. Nun kann der verschlissene Dichtungsring 25 aus dem Zylinderrohr 10 herausgenommen werden, wobei er ruhig zerstört wer­ den kann. Der neue Dichtungsring 25 läßt sich, da er geteilt ausgeführt ist, um den Kolben 11 legen und in das Zylinderrohr 10 einsetzen. Der Zylinderkopf 26 wird nunmehr mit dem Abstreifring 27 wieder eingesetzt und in dem Zylinderrohr 10 mit dem zweiten Federring 28 be­ festigt. Anschließend wird der Kolben 11 ausgefahren.

Der erfindungsgemäße Hydraulikzylinder ermöglicht so­ mit eine leichte Demontierbarkeit für den Dichtungs­ wechsel, da er innerhalb einer Anlage, beispielsweise an einem Scherenhubtisch, an einer Anpaßrampe oder an ähnlichen Anlagen, nicht ausgebaut zu werden braucht. Damit ergibt sich eine große Zeitersparnis und ein ge­ ringer Kostenaufwand, da die Unterbrechungszeiten der Anlage gering werden. Es sind auch keine Spezialwerk­ zeuge für den Dichtungswechsel erforderlich.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Entlüftung des Hydraulikzylinders im höchsten Punkt, vor der Dicht­ kammer liegt. Hierdurch werden sogenannte Stick-Slip- Bewegungen der Kolbenstange vermieden bzw. verringert.

Mitverursacher solcher Bewegungen sind Luftpolster im Hydraulikzylinder. Weiter besteht ein Vorteil darin, daß beim Dichtungswechsel nur noch zwei neue Teile benötigt werden, nämlich der Dichtungsring 25 und ggf. der Abstreifring 27. Somit ergibt sich eine Kostener­ sparnis gegenüber herkömmlichen Führungen, wo drei bzw. fünf zum Dichtsatz gehörende Teile erneuert werden mußten.

Wenn die Kolbenstange (der Kolben 11) ausgewechselt werden soll, muß nach dem Ausbau des Dichtungsringes 25 zusätzlich die Verschlußschraube 23 aus dem Zylin­ derrohr 10 entfernt werden, um dann mit einem Dorn durch die Entlüftungsbohrung 22 hindurch auf den Federring 20 zu drücken und diesen aus seiner Ringnut 21 herauszu­ bewegen und anschließend mit einer Flachzange aus dem Zylinderrohr 10 zu entfernen. Der Kolben 11 liegt nun frei im Zylinderrohr 10 und kann herausgezogen werden.

Bei Montagearbeiten wird der Dichtraum des Dichtungs­ ringes 25 nicht beschädigt oder zerkratzt, weil der Federring 20 an den Enden nach außen schräg angeschlif­ fen ist.

Claims (6)

1. Einfach wirkender Hydraulikzylinder mit einem Kolben, der in einem einsei­ tig geschlossenen Zylinderrohr axial verschiebbar ist, einem den Kolben im Be­ reich des offenen Endes des Zylinderrohres umgebenden Führungsring, einem denFührungsring im Zylinderrohr festlegenden, teilweise in eine im Zylinder­ rohr umlaufende Ringnut eingelegten Haltering, einer in der Radialebene des Halteringes in das Zylinderrohr eintretenden Gewindebohrung und einem ring­ förmigen, den Kolben im Bereich des offenen Endes des Zylinderrohres umge­ benden Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (18, 34) auf der dem offenen Ende des Zylinderrohres (10) zugewandten Seite eine umlaufende Freidrehung (19) auf der äußeren Oberfläche aufweist, daß der Haltering ein geteilter, von der Innenseite des Zylinderrohres her in die Nut ein­ legbarer Federring (20) ist, der in der montierten Stellung in der Freidrehung (19) liegt und den Führungsring (18, 34) zum offenen ENde des Zylinderrohres (10) hin abstützt, ohne die Verschiebung des Führungsringes (18, 34) in Gegenrichtung zu behindern, und daß der Dichtungsring (25) an der zum offenen Ende des Zylinderrohres (10) weisenden Stirnseite des Führungsrings (18) liegt und unmittelbar den Ringraum zwischen dem Zylinderrohr (10) und dem Kolben (11) überbrückt.

2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (20) längs seines Umfanges einmal geteilt ist und sich über einen Bogen von weniger als 360° erstreckt.

3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (25) als Nutring ausgebildet ist.

4. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der dem offenen Ende des Zylinderrohres (10) zugewandten Seite des Dichtungsrings (25) ein ringförmiger Zylinderkopf (26) zwischen dem Kolben (11) und dem Zylinderrohr (10) angeordnet ist, der auf dem Umfang auf der dem offenen Zylinderende zugewandten Seite eine Freidrehung aufweist, in der ein zweiter Federring (28) liegt, der teilweise in eine auf der inneren Oberfläche des Zylinderrohrs (10) umlaufende Ringnut (29) eintritt, von der zum offenen Ende des Zylinderrohres (10) hin eine als Demontagehilfe wirkende Längsnut (30) ausgeht.

5. Hydraulikzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (26) eine von seiner inneren Oberfläche ausgehende Ringnut auf­ weist, in der ein gegen den Kolben (11) anliegender Abstreifring (27) angeord­ net ist.

6. Hydraulikzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Führungsring (18, 34) eine von seiner äußeren Um­ fangsfläche ausgehende, teilweise in die Freidrehung (19) einschneidende Sacklochbohrung (35) aufweist.