DE3806383A1

DE3806383A1 - Druckmittel beaufschlagter, doppelwandiger arbeitszylinder mit unrundem querschnitt und elastisch federndem kolbenband

Info

Publication number: DE3806383A1
Application number: DE19883806383
Authority: DE
Inventors: Peter Nawrath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1989-08-31

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmittel beaufschlagten, dop pelwandigen Arbeitszylinder unrunden Querschnittes mit einem Bandabschnitt aus Stahl oder sonst einem elastischen Materi al an Stelle der Kolbenstange.

Zweck der Erfindung ist die Ausübung von Druck- und Zugkräfte, insbesondere auf nicht linear zu bewegende Körper bei fest stehendem oder nur beschränkt schwenkbar befestigtem Arbeits zylinder, wobei durch die erfindungsgemäß gestaltete Doppel wandigkeit eine Gewichtsersparnis ohne Stabilitätsverlust ge genüber ähnlicher Arbeitszylinder erreicht wird, was besonders beim Einsatz leicht zu bauender Geräte, beispielsweise in der Luft und Raumfahrt von besonderer Bedeutung ist.

Neben den allgemein üblichen, Druckmittel beaufschlagten Arbeitszylinder sind solche auch in flachen Ausführungen be kannt wobei jedoch die Kolbenstange nicht zur elastischen Aus federung bei der Lastbewegung vorgesehen und ausgebildet ist. In der Patentanmeldung P 37 32 741.0 ist u.a ein Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und einem Kolbenband an Stelle einer Kolbenstange, beschrieben. Unzureichend ist bei diesem vorgschlagenen Arbeitszylinder eine Gewichtseinsparung berücksichtig, wie ebensowenig die kon struktiven Möglichkeiten berücksichtigt sind, die sich mit ei ner flachbandartigen Kolbenstange, d.h. mit einem Kolbenband zur Anwendung bringen lassen. Auch andere, gewichtsersparende Maßnahmen sind bei den bekannten, Druckmittel beaufschlagten Arbeitszylinder nicht bemerkbar.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe bestand einmal in der Entwicklung eines optimal dünwandigen Arbeitszylinders unrunden Querschnittes zwecks Raum- und Gewichtsersparnis und der Reduzierung der Einzeilteil-Anzahl und deren Anordnung und Ausgestaltung zur Erhöhung der Anwendungsvariabilität.

Die Lösung der Aufgabe bestand in mehreren Maßnahmen:

1. Herstellung des flachen Doppelwandzylinders, in dem in ein Dünnwandiges flaches Rohr ein zweites dünnwandiges Rohr eingepreßt wird dessen flache Seiten, statisch berechnet, nach innen gewölbt sind.
2. Anformung des Kolbenbandes an einen Vollstoffkolben im Preß- oder Spritzgießverfahren.
3. Ausbildung der Zylinderverschlusse (Zylinderkopf und Zylinderboden als einteilige Vollstoffkörper.

Für niedrige und begrenzte Belastungen kann an Stelle des erfindungsgemäßen Doppelwand-Zylinder auch der Einwandzy linder in verschiedenen, erfindungsgemäßen Bauvariationen zur Anwendung kommen, die auch mit dem Doppelwandzylinder für größere Belastungen ausführbar sind. Diese Bauvariationen betreffen außermittig bewegte Kolbenbänder und Arbeitskolben die mit mehreren übereinanderliegende Kolbenbänder verbunden sind wovon jedes, Kolbenband außerhalb der im Zylinderkopf befindlichen Kolbenbandführung, einen eigenen Arbeitsweg be schreiben kann. Schließlich ist in Anwendung des Erfindungs gedankens auch ein Arbeitszylinder mit zwei voneinander unab hängig zu beaufschlagenden Arbeitskolben herstellbar und sinnvoll zum Einsatz zu bringen. Alle Bauvariationen des er findungsgemäßen. Druckmittel beaufschlagten Arbeitszylinders dienen dem Ziel mit raum- und gewichtsparenden Mittel eine Vielzahl von Arbeitsvorgänge bewältigen zu können.

Auf den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und Einzelteile desselben mit 12 Figuren dargestellt.

Es bedeuten:

Fig. 1 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Doppel-Rohrprofils,

Fig. 2 Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rohr profils mit aufgeschweißten Verbindungsplatten,

Fig. 3 Ausführungsbeispiel eines eines erfindungsgemäßen Doppelwandrohres mit rechteckigem Außenprofil,

Fig. 4 Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel des doppel wandigen Arbeitszylinders mit dem Rohrprifil gemäß Fig. 3,

Fig. 5 Schnitt durch das Ausführungsbeispiel eines doppel wandigen Arbeitszylinders gemäß Fig. 4,

Fig. 6 Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines er findungsgemäßen Kolbenbandes mit angebundenen Kopfleisten,

Fig. 7 Seitenansicht des Kolbenbandes gemäß Fig. 6,

Fig. 8 Schnitt durch ein Ausführungsbeipiel eines, am Kolbenband angeformten Vollstoffkolbens des Arbeits- Zylinders gemäß Fig. 4 und 5,

Fig. 9 Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Einwand-Arbeitszylinders mit unter schiedlicher Wandstärke,

Fig. 10 Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Arbeitszylinders mit außermittig ge führtem Kolbenband,

Fig. 11 Schnitt durch eine Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen Einwand-Arbeitszylinders mit drei im Arbeitskolben eingeformten Kolbenbänder,

Fig. 12 Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfin dingsgemäßen Einwand-Arbeitszylinders mit zwei unabhängig voneinander zu beaufschlagenden Band kolben.

Der erfindungsgemäße, flache, doppelwandiger Arbeitszylinder besteht aus zwei ineinander gepresste Profilrohre wovon die zwei Flachseiten des Innenrohres 1 nach innen bogenförmig ein gezogen sind. Durch die feste Anlage der übrigen Flächen des innenrohres im Außenrohr 2 erhält der Doppelwandzylinder eine ausreichende Stabilität, um bei gebräuchlichem, pneumatischem und hydraulischem Innendruck seine Formgebung so weit zu be währen, daß ein entsprechend geformter Kolben 3 mit Druckmittel beaufschlagt keine Dichtungsprobleme erwarten lässt. Die Festig keit und Formtreue des Innenrohres 1 ist erfindungsgemäß auch dadurch zu erreichen, daß an Stelle des Außenrohres 2 Verstär kungsplatten 4, entsprechend der Fig. 3 auf das Innenrohr ge schweißt werden.

Wie auch der erfindungsgemäße, flache Einwand-Arbeitszylinder ist der erfindungsgemäße, doppelwandiger Arbeitszylinder vor zugsweise mit Vollstoff-Verschlußelementen verschlossen. So wird für den Bodenverschluß 6 wie auch für den Zylinderkopfver schluß 7 ein geeigneter Plast vorgeschlagen, wobei je zwei U-förmig gebogene Haltebänder 8 aus Metall einer Verformung der Verschlußelemente, durch dauernder oder periodischer Belastung, entgegen wirken. Durch die Verschlußelemente führen die Anschluß bohrungen 9 und die Befestigungsbohrungen 10 und durch Letztere führen Zylindernieten 11. Die Zylindernieten dienen erfindungs gemäß nicht nur zur Befestigung der Verschlußelemente sondern auch zur Befestigung des Arbeitszylinders. Im Zylinderkopf verschluß ist die Kolbenbandführung 17 eingeformt und in diese führen die Senkschrauben 17. Der Stützraum 15 zwischen dem Außenrohr 2 und dem Innenrohr 1 kann erfindungsgemäß dazu be nutzt werden um die beiden Anschlüsse zur Zuführung des Druck mittels, entsprechend den punktierten Linien 16, gemeinsam in den Bodenverschluß 6 einbringen zu können.

Das Kolbenband 12 ist mit zwei U-förmigen Kopfleisten 13 ver sehen die zur stabilen Verankerung im angeformten Vollstoff kolben 3 dienen.

Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen der flachen einrohrigen Arbeitszylinder gemäß den Fig. 9 bis 12 sind auch doppel rohrige Arbeitszylinder zu konstruieren. So ist beispielsweise die Stabilisierung eines dünnen Kolbenbandes 12 innerhalb des Zylinderinnenraumes mit einem auf dem Kolbenband verschieb baren Kulissenstein 19 zu erreichen, der mit einer Spiralfeder 20 so lange in der Zylindermitte geführt ist, bis der Kolben ihn bis in seine Endlage mitnimmt. Je nach Verwendungsart des einrohrigen, flachen Arbeitszylinders wird zwecks Gewichts ersparnis ein flaches Zylinderrohr mit ungleichen Wandstärken vorgeschlagen, wobei die Anbauwand 21 die geringere Festigkeit der schwächeren Zylinderwand eliminiert. Bei der Verwendung von Kolbenbänder an Stelle von Kolbenstangen ist erfindungs gemäß eine außermittige Führung des Kolbenbandes möglich, wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 zeigt. Sinn und Zweck dieser erfindungsgemäßen Außermittigkeit ist es, flach an einer Anbauwand entlang, eine Schub- bezw. Zugleistung zu auszuüben.

Eine nur mit der Verwendung erfindungsgemäßer Kolbenbänder an Stelle von Kolbenstangen mögliche Arbeitszylinderkonstruk tion ist mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 dargestellt. Hierbei sind in dem Vollstoffkolben 3 drei Kolbenbänder veran kert, die enstprechend ihrer Elastizität an drei divergierenden Bewegungspunkten ansetzen.

Schließlich ist auch der erfindungsgemäße flache Doppelkolben arbeitszylinder gemäß Fig. 12 nur mit Kolbenbänder an Stelle von Kolbenstangen sinnvoll funktionabel. In der Mitte des Ar beitszylinders 1 sitzt ein Zwischenblock 23. Durch diesen Zwi schenblock führt die Druckmittel-Anschlußbohrung 26 in den Zy linderraum 25 und eine weitere Anschlußbohrung durch den Zwi schenblock in den Zylinderraum 24. Durch wechselseitige Be aufschlagung können die beiden Kolben unabhängig voneinander bewegt werden. Das bedeutet, daß das Langkolbenband 27 durch den Zwischenblock und den Kolben des Kurzkolbenbandes 28, abge dichtet, führen muß und auf dem Kurzkolbenband gleitent, mit demselben zusammen, aus dem Zylinderkopf-Verschluß 7 austritt.

Bezugszeichenliste:

1 Innenrohr
2 Außenrohr
3 Kolben
4 Verstärkungsplatte
5 Schweißnaht
6 Zylinderboden-Verschluß
7 Zylinderkopf-Verschluß
8 Halteband
9 Druckmittel-Anschlußbohrung
10 Befestigungsbohrung
11 Zylinderniet
12 Kolbenband
13 Senkschraube
15 Stützraum
16 Druckmittelweg
17 Kolbenband-Führung
18 Druckmittelweg
19 Kulissenstein
20 Spiralfeder
21 Anbauwand
22 Lippendichtung
23 Zwischenblock
24 Zylinderraum 1
25 Zylinderraum 2
26 Druckmittelanschlußbohrung
27 Langkolbenband
28 Kurzkolbenband
29 Mittelkolben

Claims

1. Druckmittel beaufschlagter, doppelwandiger Arbeitszylinder mit unrundem Querschnittes und elastische federndem Kolben band dadurch gekennzeichnet daß von zwei, auf Paßmaß inein ander geschobenen flachen Profilrohren mindestens zwei Wand flächen des Innenrohres zum Inneren desselben bogenfömig ausgebildet sind.

2. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband dadurch ge kennzeichnet, daß mindestens zwei, zum Rohrinneren geboge nen Wandflächen, rückseitig mit Verstärkungsplatten ver steift sind.

3. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem schnitt und elastisch federndem Kolbenband gemäß Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zwischen dem Außen und Innenrohr als Druckmittelleitung verwendet ist.

4. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband gemäß An spruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenband mit zwei Kopfleisten versehen ist die von der Kolbenmasse umformt sind.

5. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband dadurch gekennzeichnet, daß in die Verschlußelemente als Plasten Haltebänder eingelegt sind und mit, durch die Verschluß elemente Hohlnieten, in der Zylinderwand verankert sind.

6. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband dadurch ge kennzeichnet, daß im Zylinderkopf-Verschluß eine Kolbenband führung eingeformt ist.

7. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband dadurch ge kennzeichnet, daß derselbe mindestens zwei verschiedene Wandstärken besitzt.

8. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenband innerhalb des Arbeits zylinders durch einen Kulissenstein geführt ist der von einer Spiralfeder in der Mitte des Arbeitszylinders ge ortet ist.

9. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenband außermittig am Kolben befestigt und geführt ist.

10. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und eleastisch federndem Kolbenband dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolben mehrere Kolbenbänder verankert sind.

11. Druckmittel beaufschlagter Arbeitszylinder mit unrundem Querschnitt und elastisch federndem Kolbenband dadurch gekennzeichnet, daß in demselben mindestens zwei Kolben unabhängig voneinader zu beaufschlagen sind deren Kolben bänder übereinander gleiten oder einzeln außermittig ge führt sind.