DE3820078C2 - Doppeltwirkender Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder, dessen Zylinderinnenraum einendig von einem Zylinderboden und anderendig von einem separaten Zylinderkopf abgeschlossen ist, in deren Bereich in den Zylinderinnenraum jeweils die für die Doppelwirkung notwendigen Hydraulikanschlüsse auf beiden Seiten eines im Zylinderinnenraum abgedichtet axial geführten Kolbens einmünden, dessen Kolbenstange durch den separaten Zylinderkopf abgedichtet nach außen geführt ist, wobei der Zylinderinnenraum in einem zugleich den Zylinderboden aufweisenden einstückigen Gehäuse ausgebildet ist, das an der Seite des Zylinderbodens einen laschenartigen Fortsatz mit Querbohrung sowie in über die radiale Außenwand des Gehäuses vorragenden Stutzenteilen die Hydraulikanschlüsse beider Zylinderenden aufweist.

Derartige, auch als doppeltwirkende Kolbenstangenzylinder bezeichnete Hydraulikzylinder sind für verschiedenste Zwecke bekannt und ermöglichen die Umwandlung von hydrostatischer Energie in mechanische Energie, wobei sich beliebig hohe Geschwindigkeitsuntersetzungen und große Hubkräfte erzielen lassen. Die beiden Hydraulikanschlüsse sind dabei bei bekannten doppeltwirkenden Hydraulikzylindern im allgemeinen je an einem der beiden Zylinderenden angeordnet.

Bekannt ist aber auch schon ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder (US 2 577 462), bei dem an einem Zylinderende zwei Hydraulikanschlüsse nebeneinander angeordnet sind. Es handelt sich dabei um eine Sonderkonstruktion des Hydraulikzylinders mit zwei Kolben. Der eine der beiden Kolben ist mit der Kolbenstange verbunden, die bei dieser Sonderkonstruktion hohl ausgeführt werden muß. Der andere der beiden Kolben sitzt auf einer weiteren hohlen Stange geringeren Durchmessers, die in die eigentliche Kolbenstange eingreift und an ihrem vom Kolben abliegenden Ende offen ist. Auf diese Weise kann mit Hilfe jedes der beiden nebeneinander sitzenden Hydraulikanschlüsse die Kolbenstange ausgefahren werden. Denn der Druck am Hydraulikanschluß, der mit dem Inneren der hohlen Stange des einen Kolbens verbunden ist, beaufschlagt den mit der Kolbenstange verbundenen Kolben, so daß diese ausgefahren wird. Druck auf den anderen Hydraulikanschluß hingegen verschiebt den zweiten, nicht mit der Kolbenstange, sondern mit der hohlen Stange verbundenen Kolben im Zylinderinnenraum, der dann den mit der Kolbenstange verbundenen Kolben mitnimmt und ebenfalls die Kolbenstange ausfährt. Sinn dieser verdoppelten Betätigungsmöglichkeit ist es, bei Flugzeugen für entsprechende Erhöhung der Sicherheit durch Verdoppelung der Betätigungsmöglichkeit zu sorgen. Folgerichtig ist für die Rückführung der Kolben in ihre Ausgangslage bzw. das Einziehen der Kolbenstange noch ein dritter Hydraulikanschluß vorgesehen, der wieder auf übliche Weise am anderen Zylinderende angeordnet ist.

Bekannt ist auch schon (US 40 50 359) ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder zur Stoßsicherung und Verstellung der Aufhängung eines Außenbordmotors an einem Wasserfahrzeug. Auch hier sind wieder zwei Kolben in einem Zylinder vorgesehen, nämlich ein mit der Kolbenstange verbundener Kolben und ein Hilfskolben. Auch hier sitzen zwei Hydraulikanschlüsse an der Gehäuseaußenseite nebeneinander. Diese zwei Hydraulikanschlüsse dienen aber auch hier zur Beaufschlagung unterschiedlicher Kolben, es arbeitet nämlich der eine auf den Hilfskolben, der andere auf den mit der Kolbenstange verbundenen Kolben. Ein dritter Hydraulikanschluß ist deshalb nicht vorgesehen, weil auf die Beaufschlagung der jeweils anderen Seiten der beiden Kolben verzichtet und für diesen Zweck in den mit der Hydraulikstange mit eingebaut wird. Würden jeweils beide Seiten der Kolben für die Hydraulikansteuerung zugänglich sein, dann müßte in diesem Fall der dritte Hydraulikanschluß wieder an der Kolbenstange vorgesehen werden, wie das bei einer alternativen Ausführungsform der im vorstehenden Absatz abgehandelten Schrift der Fall ist (US 25 77 462, Fig. 1).

Aufgabe der Erfindung ist es, bei klein bauenden doppeltwirkenden Hydraulikzylindern mit einem Kolben, wie sie etwa in der Automobilindustrie verwendet werden, den Platzbedarf auch für die Hydraulikanschlüsse und die von diesen abgehenden Druckleitungen zu vermindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Hydraulikanschlüsse beider Zylinderenden an der radialen Außenseite des Gehäuses längs der Zylinderachse nebeneinander angeordnet sind und eine Verbindungsbohrung zwischen einem der beiden Hydraulikanschlüsse und der zugehörigen Einmündung in den Zylinderinnenraum in einer achsparallelen Verdickung des einstückigen Gehäuses verläuft und den Zylinderboden durchsetzt.

Man erkennt, daß hier das Grundprinzip des Aufbaus des doppeltwirkenden Zylinders nach dem Oberbegriff aufrechterhalten ist: Es gibt nur einen im Zylinderinnenraum abgedichtet geführten Kolben (der also nicht von mehr oder weniger komplizierten Ventilkonstruktionen durchsetzt wird), und dieser Kolben stützt sich unmittelbar an der Zylinderwand ab. Es müssen also keine zusätzlichen Einbauten in den Zylinderinnenraum vorgenommen werden. Dennoch können über die nebeneinander liegenden Hydraulikanschlüsse beide Seiten des Kolbens unmittelbar angesteuert werden. Hierfür wird eine zusätzliche Verbindungsbohrung in eine dafür vorgesehene Verdickung des einstückigen Gehäuses verlegt und durchsetzt den Zylinderboden. Die dadurch mögliche Anordnung der beiden Hydraulikanschlüsse nebeneinander führt dazu, daß auch die Anschlußleitungen als Bündel nach Art eines Kabelbaums mit geringem Platzbedarf zugeführt werden können, so daß der gesamte Platzaufwand für den doppeltwirkenden Hydraulikzylinder und seine Anschlüsse bei einfachster Konstruktion erheblich vermindert ist.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die beiden an der radialen Außenseite des Gehäuses nebeneinander sitzenden Hydraulikanschlüsse im Bereich des einen der beiden Zylinderenden angeordnet sind. Sie brauchen dabei nicht unbedingt lotrecht zur Zylinderachse sitzen. Im Gegenteil: durch entsprechende Schrägneigung können sie in die Richtung gewendet werden, aus der die anzuschließenden Druckmittelleitungen kommen.

Herstellungstechnisch ist es besonders einfach, wenn der Beginn der Verbindungsbohrung im Zylinderboden sowie der zugehörigen Einmündung in den Zylinderinnenraum durch eine eingepreßte Kugel oder dgl. abgeschlossen wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders nach dem Stand der Technik, und

Fig. 2 eine Ausführungsform des doppeltwirkenden Hydraulikzylinders nach der Erfindung.

In einem Zylinderrohr 1 ist abgedichtet und axialgeführt ein Kolben 2 angeordnet. Durch einen das Zylinderrohr 1 einendig abschließenden separaten Zylinderkopf 3 ist eine mit dem Kolben 2 verbundene Kolbenstange 4 herausgeführt. Anderendig ist das Zylinderrohr 1 durch einen mit ihm einstückigen Zylinderboden 5 abgeschlossen.

In den so gebildeten Zylinderinnenraum 6 münden Hydraulikanschlüsse 7, 8 eines Gehäuses 9 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Die Hydraulikanschlüsse 7, 8 können für den Anschluß entsprechender Hydraulikleitungen beispielsweise Gewindebohrungen 10, 11 für hier nicht dargestellte Anschlußnippel oder dgl. haben. Diese Gewindebohrungen 10, 11 sind in über die Außenwand des Gehäuses 9 vorragenden Stutzenteilen 12, 13 angeordnet. Die Einmündung 14 des in der Darstellung von Fig. 1 am zylinderkopfseitigen linken Ende angeordneten Hydraulikanschlusses 7 in den Zylinderinnenraum 6 erfolgt unmittelbar in Achsrichtung der Gewindebohrung 10. Die Einmündung 15 des Hydraulikanschlusses 8 auf der Seite des Zylinderbodens am in Fig. 1 rechten Ende des Hydraulikzylinders erfolgt über eine abgewinkelte Bohrung längs der Achse 16 des Zylinderrohrs 1.

Weiters weist das einstückige Gehäuse 9 an der Seite des Zylinderbodens 5 einen laschenartigen Fortsatz 17 mit einer Querbohrung 18 zur schwenkbaren Aufhängung des Hydraulikzylinders auf. Weiters hat das einstückige Gehäuse 9 zylinderkopfseitig eine gegenüber dem Innendurchmesser des Zylinderrohres 1 im Durchmesser vergrößerte, zylindrische und nach außen offene Ausnehmung 19, in der als Verschluß des Zylinderinnenraums 6 der Zylinderkopf 3 befestigt ist. Zur Befestigung dient dabei ein in eine zur Achse hin offene Umfangsnut 20 der Ausnehmung 19 eingesetzter Runddrahtring 21, der den Zylinderkopf 3 an seiner dem Zylinderinnenraum 6 zugewandten Seite in Anlage an einer bei der Montage lose eingesetzten und an der Übergangsschulter 22 zum Innendurchmesser des Zylinderrohres 1 abgestützten Ringscheibe 23 hält. Zur Abdichtung des Zylinderkopfes 3 gegenüber der Ausnehmung 19 ist eine O-Ringdichtung 24 in eine Umfangsnut des Zylinderkopfes 3 eingelegt.

In einer Erweiterung 25 der Durchgangsbohrung 26 für die Kolbenstange im Zylinderkopf 3 ist eine Ringdichtung 27 angeordnet, welche den Austritt von Hydraulikmedium an der sich bewegenden Kolbenstange 4 verhindert. Zum Schutz dieser Ringdichtung 27 gegen den im Durchmesser kleineren Kolben 2 und als zylinderkopfseitigen Anschlag für diesen dient die Ringscheibe 23.

Am äußeren Ende der Durchgangsbohrung 26 im Zylinderkopf 3 ist eine Führungsbuchse 28 für die Kolbenstange 4 vorgesehen. Diese stellt aufgrund ihrer Entfernung von der Ringscheibe 23 auch im vollständig ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange 4 noch eine gute Führung für diese sicher. Der Kolben 2 kann beispielsweise auf einen Gewindezapfen 29 am Ende der Kolbenstange 4 aufgeschraubt sein und eine in eine Umfangsnut 30 eingelegte, hier zweiteilige Dichtung 31 aufweisen.

Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Abwandlung der hier oben beschriebenen Konstruktion. Wesentliche Änderung gegenüber dem doppeltwirkenden Druckzylinder nach Fig. 1 ist die andere Anordnung der Hydraulikanschlüsse 7, 8: diese sind nun nebeneinander im Bereich des zylinderkopfseitigen Zylinderendes angeordnet. Der Hydraulikanschluß 7 ist dabei über die zugehörige Gewindebohrung 10 und die Einmündung 14 wieder am Zylinderkopf 3 mit dem Zylinderinnenraum 6 verbunden. Eine derartig einfache Verbindung ist für den unmittelbar neben ihm angeordneten Hydraulikanschluß 8 aber nicht mehr möglich, weil das durch ihn zugeführte Druckmittel auf die andere Seite des Kolbens 2 gelangen und damit der hier gewählten besonderen Anordnung der beiden Hydraulikanschlüsse unmittelbar nebeneinander hierbei ohne Eingriff in den Zylinderinnenraum gesaugt werden muß. Dies geschieht dadurch, daß zwischen der dem Hydraulikanschluß 8 zugeordneten Gewindebohrung 11 und der zugehörigen Einmündung 15 in den Zylinderinnenraum 6 auf der Zylinderbodenseite des Kolbens 2 eine längere Verbindungsbohrung 34 vorgesehen ist, die in einer achsparallel an der Gehäuseaußenwand angebrachten wulstförmigen Verdickung 35 des Gehäuses 9 verläuft. Da, wie das Fig. 2 zeigt, die beiden Hydraulikanschlüsse 7, 8 längs der Achse 16 nebeneinander angeordnet sind, kann diese längere Verbindungsbohrung 34 nur von der Zylinderbodenseite her gebohrt werden. Der zylinderbodenseitige Beginn dieser Verbindungsbohrung 34 mit der an sie anschließenden Einmündung 15 wird danach durch eine eingepreßte Kugel 36 oder dgl. abgeschlossen.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Hydraulikanschlüsse 7, 8 so angeordnet sind, daß die Achsen beider Gewindebohrungen 10, 11 am Gehäuse 9 schräg zur Achse 16 verlaufen. Zusammen mit der nebeneinanderliegenden Anordnung der Hydraulikanschlüsse 7, 8 erbringt das in verschiedenen Anwendungsfällen Vorteile gegenüber einer lotrechten Anordnung zur Achse 16.

Der Vollständigkeit halber ist noch auf eine gelochte Anschlußlasche 37 am Ende der Kolbenstange 4 hinzuweisen, das aus dem Hydraulikzylinder heraussteht. Diese Anschlußlasche 37 dient zum Anschluß zu betätigender Anordnungen. Auf der Unterseite des doppeltwirkenden Hydraulikzylinder nach Fig. 2 ist strichliert noch ein am Gehäuse 9 einstückig angeformter Ansatz 38 angedeutet. In diesem ist ein in Richtung der Achse 16 des Zylinderrohres 1 verlaufender Aufnahmekanal 39 für einen berührungslos vom Kolben 2 beeinflußbaren Schaltkontakt 40 vorgesehen, der beispielsweise als Reed-Schalter ausgeführt sein kann. Dieser Schaltkontakt 40 ist in axialer Richtung im Aufnahmekanal 39 verstellbar, so daß sich eine Einstellmöglichkeit für den Schaltzeitpunkt ergibt. Im übrigen entspricht der doppeltwirkende Hydraulikzylinder von Fig. 2 demjenigen nach Fig. 1.

Claims (5)

1.Doppeltwirkender Hydraulikzylinder, dessen Zylinderinnenraum einendig von einem Zylinderboden und anderendig von einem separaten Zylinderkopf abgeschlossen ist, in deren Bereich in den Zylinderinnenraum jeweils die für die Doppelwirkung notwendigen Hydraulikanschlüsse auf beiden Seiten eines im Zylinderinnenraum abgedichtet axial geführten Kolbens einmünden, dessen Kolbenstange durch den separaten Zylinderkopf abgedichtet nach außen geführt ist, wobei der Zylinderinnenraum in einem zugleich den Zylinderboden aufweisenden einstückigen Gehäuse ausgebildet ist, das an der Seite des Zylinderbodens einen laschenartigen Fortsatz mit Querbohrung sowie in über die radiale Außenwand des Gehäuses vorragenden Stutzenteilen die Hydraulikanschlüsse beider Zylinderenden aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß die Hydraulikanschlüsse (7, 8) beider Zylinderenden an der radialen Außenseite des Gehäuses (9) längs der Zylinderachse (16) nebeneinander angeordnet sind und eine Verbindungsbohrung (34) zwischen einem (8) der beiden Hydraulikanschlüsse (7, 8) und der zugehörigen Einmündung (15) in den Zylinderinnenraum (6) in einer achsparallelen Verdickung (35) des einstückigen Gehäuses (9) verläuft und den Zylinderboden (5) durchsetzt.

2. Doppeltwirkender Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden an der radialen Außenseite des Gehäuse (9) nebeneinander sitzenden Hydraulikanschlüsse (7, 8) im Bereich eines Zylinderendes angeordnet sind.

3. Doppeltwirkender Hydraulikzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden an der radialen Außenseite des Gehäuses (9) nebeneinander sitzenden Hydraulikanschlüsse (7, 8) im Bereich des zylinderkopfseitigen Zylinderendes angeordnet sind.

4. Doppeltwirkender Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden nebeneinanderliegenden Hydraulikanschlüsse (7, 8) an der radialen Außenseite des Gehäuses (9) schräg zur Zylinderachse (16) angeordnet sind.

5. Doppeltwirkender Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der Verbindungsbohrung (34) im Zylinderboden (5) sowie der zugehörigen Einmündung (15) in den Zylinderinnenraum (6) durch eine eingepreßte Kugel (36) oder dgl. abgeschlossen ist.