DE3925110A1 - Tandemzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft hydraulische oder pneumatische Zylin­ der und insbesondere einen Typ solcher Zylinder, der unter der Bezeichnung Mehrleistungs- oder "multi-power-Tandemzy­ linder" bekannt ist.

Dieser Zylindertyp, der überall dort eingesetzt werden kann, wo pneumatische oder hydraulische Zylinder benutzt werden, soll im Vergleich zu herkömmlichen Kolbenzylindern eine erhöhte Leistung relativ zur Größe des Gerätes liefern. Es gibt drei Wege, um eine erhöhte Leistung zu erzielen:

• a) zwei Zylinder miteinander zu verbinden (Tandem),
• b) den Durchmesser des Kolbens zu vergrößern,
• c) den Arbeitsdruck zu erhöhen.

Die Grundidee der Konstruktion des multi-power-Tandemzylin­ ders oder Mehrleistungs-Tandemzylinders ist die Erhöhung des Leistungsausgangs. Es liegt auf der Hand, daß der genannte Schritt, eine größere Kolbenfläche dem Druck auszusetzen, die Wirksamkeit bzw. Leistung des Zylinders erhöht, gleich­ gültig für welche Art der Nutzung er geschaffen wird.

Zwei Typen von Tandemzylindern sind bekannt. Ein Typ wird dargestellt durch zwei miteinander verbundene Zylinder, die hintereinander arbeiten, während ein zweiter Typ eine Kon­ struktion ist, die eine Kolbenstange aufweist, die von den beiden Zylindern ausgeht und sie miteinander verbindet.

Es ist somit ganz klar, daß diese Typen zwar eine doppelte Leistung aufweisen, aber auch einen doppelten Raum einneh­ men.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Mehrlei­ stungs-Tandemzylinder zu liefern, ohne seine erlaubten Di­ mensionen und den Arbeitsdruck zu erhöhen.

Der erfindungsgemäße Tandemzylinder übertrifft die bekannten Konstruktionen durch eine unkompliziertere Bauweise und da­ durch, daß seine Größe tatsächlich nicht verändert wird. Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Konstruktion ist der Ein­ satzbereich eines solchen Zylinders unbegrenzt, z.B. bei Verbrennungskraftmaschinen, Pumpen usw.

Der neue hydraulische oder pneumatische Mehrleistungs-Tan­ demzylinder weist auf: ein Gehäuse bzw. einen Mantel mit Öffnungen, die abwechselnd als Ein- oder Auslässe für das jeweilige Druckfluid dienen können, wobei der genannte Man­ tel eine erste Expansionskammer festlegt, in der sich ein Kolben mit einer ersten ringförmigen druckaufnehmenden Flä­ che hin- und herbewegt, und eine zentrale Säule, die sich vom Boden des Mantels nach oben erstreckt, wobei der ge­ nannte Kolben an dem offenen Ende eines Gliedes mit umge­ kehrter Becherform angeordnet ist, und die Innenfläche des Glieddeckels eine zweite druckaufnehmende Fläche darstellt.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden in der fol­ genden detaillierten Beschreibung im Bezug auf die im Anhang abgebildete Zeichnung erklärt.

Es wird angemerkt, daß die Zeichnung rein schematisch ist und im Interesse der Klarheit allgemein bekannte Teile, wie Mehrwegventile, welche das Fluid durch die Einlaß- und Aus­ laßöffnungen hinein oder herausleiten, Fluidbehälter oder ähnliches, nicht darstellt. Das Druckfluid kann in einen solchen Behälter eingelagert und ein- oder ausgeleitet wer­ den, oder es kann wahlweise - wie allgemein bekannt ist - mittels Ventileinrichtungen bekannter Konstruktion von der Position, wo es auf die druckaufnehmende Fläche einwirkt, zu einer anderen Position geleitet werden.

Der in der Zeichnung dargestellte Mantel 1 kann eine belie­ bige äußere Gestalt haben, aber er umschließt einen inneren zylindrischen Raum 2, der einen Boden 3 und einen Deckel 4 aufweist. Vom Boden 3 erstreckt sich nach oben eine zentrale Säule 5, die durch ein zylindrisches becherförmiges Glied 6 mit einer oberen Wand bzw. einem Deckel 7 eingeschlossen wird. Die zylindrische Wand des Gliedes 6 läuft durch eine kreisförmige Öffnung 8 im Deckel 4 des Mantels 1. An beiden Seiten der zylindrischen Wand des becherförmigen Gliedes 6 sind bei ihrem Durchgang durch die Öffnung 8 Dichtungsringe 9 angeordnet. Am unteren offenen Ende des becherförmigen Gliedes 6 ist ein ringförmiger Kolben 10 angeordnet, dessen untere Fläche - wie nachstehend beschrieben wird - eine druckaufnehmende Fläche darstellt. Dichtungsringe 9′ dichten den Kolben 10 gegen die zylindrische innere Wand des Mantels 1 ab. Durch den Boden 3 des Mantels 1 erstreckt sich eine erste Öffnung und ein Kanal 11, der in den Raum unterhalb des Kolbens 10 (erste Expansionskammer) einmündet. Eine zweite Öffnung und ein Kanal 12 führt durch den Boden 3 und die Säule 5 in den Raum unterhalb des Deckels des Gliedes 6. Eine dritte Öffnung 13 führt in den oberen Teil des becher­ förmigen Gliedes 6, und eine vierte Öffnung und ein Kanal 14 führt durch den Boden 3 und die Säule 5 ebenfalls in den oberen Teil des Gliedes 6.

Wenn man davon ausgeht, daß die Position des ringförmigen Kolbens 10, die in der Zeichnung abgebildet ist, den norma­ len, nicht-aktiven Zustand des pneumatischen oder hydrauli­ schen Zylinders darstellt, dann wirkt der Eintritt eines Druckfluids durch die Öffnung und den Kanal 11 auf die druckaufnehmende Fläche, d.h. die untere Fläche des Kolbens 10 ein und bewegt den Kolben 10 und mit ihm das Glied 6 nach oben. Gleichzeitig erzeugt Druckfluid, das durch die zweite Öffnung 12 eintritt und durch den Kanal in der Säule 5 nach oben steigt, einen Druck, der auf die innere Fläche des Deckels 7 des Gliedes 6 wirkt und sich zum Ausmaß des Drucks addiert, der auf die druckaufnehmende Fläche des Kolbens 10 ausgeübt wird. Mit anderen Worten: Die gesamte druckaufneh­ mende Fläche ist die Summe der Fläche des Kolbens 10 und der Innenfläche des Deckels 7, und die Leistung des pneumati­ schen oder hydraulischen Zylinders wird erhöht, ohne die Ge­ samtdimensionen des Gerätes zu verändern.

Die soeben beschriebenen Arbeitsschritte würden den ringför­ migen Kolben 10 zum Deckel des Mantels bringen und der Raum unterhalb seiner druckaufnehmenden Fläche (die erste Expan­ sionskammer) würde mit dem Druckfluid angefüllt werden. Gleichzeitig hätte sich der Deckel 7 des Gliedes angehoben, und der Raum unterhalb seiner unteren, inneren Seite (die zweite Expansionskammer) würde gleichfalls mit dem Druck­ fluid angefüllt werden. Zur Umkehr dieser Schritte und zur Rückkehr der gesamten Einrichtung zum normalen "inaktiven" Zustand wird Druckfluid zu den dritten und vierten Öffnungen und Kanälen 13 und 14 geleitet. Dieses wirkt auf die obere Fläche des Kolbens 10, und übt darauf einen Druck aus. Vor diesem Schritt veranlaßt die Steuereinrichtung für den Ein- oder Auslaß durch die Öffnungen 11, 12 (in bekannter Weise) den Abfluß des Druckfluids sowohl aus der ersten als auch aus der zweiten Expansionskammer. Bei der Reaktivierung des Zylinders kann das Druckfluid im Raum oberhalb des Kolbens 10 durch die Öffnungen und Kanäle 13, 14 entweichen.

Der neue pneumatische oder hydraulische Zylinder kann in al­ len Fällen angewendet werden, in denen solche Geräte benutzt werden.

Claims (2)

1. Pneumatischer oder hydraulischer Zylinder vom Tandemzy­ lindertyp mit einem Gehäuse (1) mit Öffnungen (11, 12, 13, 14), die abwechselnd als Ein- oder Auslässe für das jeweilige Druckfluid dienen können, wobei das Gehäuse (1) eine erste Expansionskammer ausbildet, in der sich ein Kolben (10) mit einer ersten ringförmigen druckaufnehmen­ den Fläche hin- und herbewegt, und mit einer zentralen Säule (5), die sich vom Boden (3) des Gehäuses (1) nach oben erstreckt, wobei der Kolben (10) an dem offenen Ende eines Gliedes (6) mit umgekehrter Becherform angeordnet ist, und die Innenfläche des Deckels (7) des Glieds (6) eine zweite druckaufnehmende Fläche darstellt.

2. Pneumatischer oder hydraulischer Zylinder nach Anspruch 1, wobei die zentrale Säule (5) den ringförmigen Kolben (10) durchquert, und die zweite druckaufnehmende Fläche eine zweite Expansionskammer abschließt, und wobei eine erste Einlaß/Auslaß-Öffnung (11) für das Druckfluid durch den Boden (3) in die erste Expansionskammer und eine zweite Einlaß/Auslaß-Öffnung (12) in die zweite Expan­ sionskammer führt, und ferner eine dritte und vierte Ein­ laß/Auslaß-Öffnung (13, 14) vorgesehen sind.