DE4002558A1 - Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikzylinder gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Hydraulikzylinder sind in zahlreichen Ausführungen bekannt und werden in hydraulisch betätigten bzw. gesteuerten Geräten, Anlagen usw. insbesondere als Arbeitszylinder für die unterschiedlichsten Zwecke verwendet.

Bekannt ist auch ein Hydraulikzylinder (DE-OS 22 38 211), dessen Zylinderstück von einer Länge eines Rohrstückes gebildet ist, in welches beidendig ein Endstück eingesetzt und dort dadurch befestigt ist, daß durch einfaches Umbiegen bzw. Umbördeln das Rohrstück an dem betreffenden Ende verengt ist und dadurch in eine an der Umfangsfläche des betreffenden Endstückes offene Nut eingreift. Die Herstellung der Ver­ bindung zwischen dem Rohrstück und dem jeweiligen Endstück erfolgt bei diesen bekannten hydraulischen Zylindern unter Verwendung eines Gesenkes bzw. einer Umlenkmatrize. In eine Öffnung dieser Matrize wird das an einem Ende mit dem Endstück vormontierte Rohrstück mit diesem Ende voraus axial eingeführt. Das Um- bzw. Hineinbiegen des Materials des Rohrstückes in die Nut des Endstückes wird beim axialen Einschieben durch eine entsprechende Verengung der Öffnung der Umlenkmatrize erreicht.

Eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Rohrstück und dem jeweiligen Endstück läßt sich auf diese Art nicht reali­ sieren, d. h. dieser bekannte Hydraulikzylinder ist für die hohen Arbeitsdrücke (beispielsweise 100 bar), bei denen hydraulische Arbeitszylinder üblicherweise verwendet werden, nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Hydraulikzylinder aufzuzeigen, der trotz einfacher Konstruktion und der Möglichkeit einer preiswerten Fertigung eine hohe Betriebs- und Funktionssicherheit gewährleistet, und zwar bei den üblicherweise für hydraulische Arbeitszylinder verwendeten hohen Arbeitsdrücken. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Hydraulikzylinder entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder ist zur Her­ stellung der Verbindung zwischen dem Rohrstück und dem jeweiligen Endstück das Material des Rohrstückes durch gleichmäßiges Verpressen am gesamten Umfang derart in die erste Nut eingedrückt, so daß die verpreßte bzw. nach innen gedrückte Teillänge des Rohrstückes einen durchgehenden, d. h. nicht unterbrochenen ringförmigen Abschnitt bildet, dessen axiale Länge auf jeden Fall wesentlich größer ist als die Dicke des für das Rohrstück verwendeten Materials. Dieser ringförmige Abschnitt weist eine hohe Festigkeit auf und verhindert auch bei hohen Arbeitsdrücken der hydraulischen Flüssigkeit ein Lösen des jeweiligen Endstückes vom Rohr­ stück. Das Nach-Innen-Drücken des Materials des Rohrstückes ist bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder durch ein Verpreßwerkzeug erfolgt, welches eine Vielzahl von Werkzeug­ backen aufweist, die sicherstellen, daß beim Verpressen ein Hineindrücken der jeweiligen Teillänge des Rohrstückes in die erste Nut gleichmäßig und insbesondere auch mit gleichem Flächendruck am gesamten Umfang des Rohrstückes erfolgt, und zwar im wesentlichen nur mit radial nach innen wirkenden Kräften, die zur gleichen Zeit auf den gesamten Umfang des Rohrstückes einwirken. Die Werkzeugbacken des Verpreßwerk­ zeuges weisen dabei bevorzugt eine an die Form der ersten Nut angepaßte Form auf, d. h. diese Werkzeugbacken besitzen einen der Kegelfläche der Nut entsprechenden Flächenabschnitt. Hiermit ist es dann auch möglich, daß sich das Verpreß­ werkzeug bzw. dessen Werkzeugbacken und das Rohrstück zusammen mit dem jeweiligen Endstück noch während des Verpressens optimal zentrieren, um so eine optimale Ver­ bindung zwischen Rohrstück und Endstück zu erreichen, wie sie bei den hohen hydraulischen Arbeitsdrücken für die Betriebs­ sicherheit unerläßlich ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das jeweilige Endstück an der der Kegelfläche gegenüberliegenden Seite der ersten Nut eine Fläche auf, die über die offene Seite dieser Nut radial wegsteht. Diese Fläche, die beispielsweise von einer ringförmigen Fläche am Übergang zu einem weiteren Abschnitt des Endstückes mit größerem Durchmesser gebildet ist, dient bei der Montage als Anschlagfläche, gegen die beim Einschieben des ersten Abschnittes des jeweiligen Endstückes in das Rohrstück dieses Endstück zur Anlage kommt und die somit schon vor dem Verpressen eine vorgegebene Lage des Endstückes zum Rohrstück derart sicherstellt, daß nach dem Verpressen tatsächlich die für die Betriebssicherheit erforderliche feste Verbindung erhalten wird. Auch diese Maßnahme ist in bezug auf die hohen Arbeitsdrücke, für die der Hydraulikzylinder bestimmt ist, wesentlich.

Der Zylinderkörper kann bei dem erfindungsgemäßen Hydraulik­ zylinder von einer Länge eines herkömmlichen Rohrstücks gebildet sein, welches bevorzugt einer Oberflächenveredelung, z.B. durch Aufbringen (vorzugsweise galvanisches Aufbringen) einer Oberflächenbeschichtung zur Erzielung eines Korrosions­ schutzes und/oder einer möglichst glatten Oberflächenstruktur unterzogen wird. Durch die spezielle Art der Festlegung der Endstücke am Rohrstück wird diese Oberflächenveredelung nicht beschädigt.

Um beim Festlegen der Endstücke auch die Bildung feinerer Risse im Material des Rohrstückes zu vermeiden, weist die erste Nut an ihrer der inneren Stirnfläche des jeweiligen Endstücks näherliegenden Seite vorzugsweise eine schräg verlaufende bzw. kegelförmig ausgebildete Seitenfläche auf. Um einen absolut dichten Abschluß zu erreichen, besitzt jedes Endstück an seinem in das Rohrstück hineinreichenden ersten Abschnitt eine zweite Nut, in der ein Dichtungsring aus elastischem Material, z.B. aus Gummi oder elastischem Kunststoff untergebracht ist. Bei der speziellen Art der Festlegung der Endstücke am Rohrstück läßt sich nicht ausschließen, daß sich das Rohrstück dort, wo dieser Dich­ tungsring vorgesehen ist, so verformt, daß sich zwischen dem Endstück und dem Rohrstück ein Spalt öffnet, der zwar nur eine ganz geringe Breite aufweist und in den der Dichtungs­ ring aber beim Belasten des Hydraulikzylinders extrudiert werden könnte. Um dieses Extrudieren des Dichtungsringes in den vorgenannten Spalt zu verhindern, ist zusäztlich zu dem Dichtungsring ein Hilfsring vorgesehen, der vorzugsweise aus einem weniger elastischen Material, d.h. aus einem Material besteht, welches unter Druck bleibend verformbar ist. Als Material für den Hilfsring eignet sich insbesondere ein Flourkunststoff bzw. Polymerisationsprodukt von Tetraflour­ ethylen, wie er (Flourkunststoff) beispielsweise unter der Bezeichnung "Teflon" bekannt und auf dem Markt erhältlich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Schnitt einen Hydraulikzylinder gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Übergangsbereich zwischen einem Ende des Zylindermantels und eines der beiden, dieses Ende verschließenden Endstücke;

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie I-I der Fig. 1;

Fig. 4 und 5 in vergrößerter Detaildarstellung ein Ende des den Zylindermantel bzw. das Zylinderstück bildenden Rohrstücks und das dortige Endstück zusammen mit einem Backen des Verpreßwerkzeuges, und zwar vor bzw. nach dem Verpressen des Endes am Endstück;

Fig. 6 einen Querschnitt durch das Rohrstück und das End­ stück, zusammen mit einer schematischen Darstellung der Backen des Verpreßwerkzeuges.

Der in den Figuren dargestellte Hydraulikzylinder besteht in bekannter Weise aus einem Zylinderkörper 1 und einem in diesem Zylinderkörper angeordneten und in Richtung der Längsachse L verschiebbaren Kolben 2, der mit dem einen Ende einer achsgleich mit der Längsachse L liegenden Kolbenstange 3 verbunden ist, die bei der für die Fig. 1 gewählten Darstellung mit ihrem anderen Ende über das linke Ende des Zylinderkörpers 1 wegsteht und in diesem Ende des Zylinder­ körpers abgedichtet und verschiebbar geführt ist. Durch den Kolben 2 wird der Innenraum des Zylinderkörpers 1 in eben­ falls bekannter Weise in zwei Arbeitskammern 4 und 4′ unterteilt. Im Bereich der beiden Enden des Zylinderkörpers 1 ist jeweils ein Anschluß 5 bzw. 6 vorgesehen, und zwar im Bereich des in der Fig. 1 linken Endes der Anschluß 5 für die Arbeitskammer 4 und im Bereich des in der Fig. 1 rechten Endes der Anschluß 6 für die Arbeitskammer 4′.

Um eine möglichst einfache Herstellung des Hydraulikzylinders zu ermöglichen, ist dessen Zylinderkörper 1 von einem Rohrstück 7 mit kreisförmigem Innen- und Außenquerschnitt sowie von zwei Endstücken 8 und 9 gebildet, die jeweils in ein Ende des Rohrstückes 7 eingesetzt und dort festgelegt sind. Das Rohrstück 7 ist beispielsweise von einer Länge eines herkömmlichen Stahlrohres gebildet und an der Innen- und Außenfläche einer Oberflächenbehandlung bzw. -veredelung unterzogen, und zwar beispielsweise in der Form, daß auf galvanischem Wege eine eine glatte Oberfläche sicherstellende Schicht aus korosionsbeständigem Material, z.B. aus Chrom oder Nickel aufgebracht ist, wie dies in der Fig. 2 mit den dortigen, allerdings übertrieben dick wiedergegebenen Schichten 10 und 11 angedeutet ist.

Die Endstücke 7 und 8 sind bei der dargestellten Ausführungs­ form aus Metall, d.h. vorzugsweise aus Stahl hergestellte Drehteile. Das in der Fig. 1 rechte und demnach auch die rechte Arbeitskammer 4′ abgeschließende Endstück 9 besteht aus einem mittleren, zylinderförmigen Abschnitt 9′, der mit einer kreiszylinderförmigen Umfangsfläche die Längsachse L konzentrisch umschließt und an einem Ende in einen kreis­ zylinderförmigen Abschnitt 9′′ mit einen im Vergleich zum Abschnitt 9′ verkleinertem Durchmesser und am anderen Ende in einen Abschnitt 9′′′ übergeht, der ebenfalls eine kreis­ zylinderförmige Umfangsfläche und einen im Vergleich zum Abschnitt 9′ kleineren Außendurchmesser besitzt. Die zylin­ derförmigen Abschnitte 9′, 9′′ und 9′′′ liegen mit ihren Achsen achsgleich zueinander sowie auch achsgleich zur Längsachse L. Im Abschnitt 9′′ ist eine quer zur Längsachse L verlaufende Bohrung 12 zur Montage des Hydraulikzylinders vorgesehen.

Der Außendurchmesser des Abschnittes 9′ ist in etwa gleich dem Außendurchmesser des Rohrstückes 7, während der maximale Außendurchmesser des Abschnittes 9′′′ gleich oder geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrstückes 7. Am Übergangsbereich zwischen dem Abschnitt 9′ und dem Abschnitt 9′′′ ist an der Umfangsfläche des Abschnittes 9′′′ eine ringförmige Nut 13 vorgesehen, die an ihrer dem Abschnitt 9′ unmittelbar benachbarten Seite durch eine ringförmige Fläche 14 begrenzt ist, die im wesentlichen senkrecht zur Boden­ fläche 15 der Nut 13 verläuft, d.h. in einer Ebene senkrecht zur Längsachse L liegt und sich radial zu dieser Längsachse zwischen der die Längsachse L konzentrisch umschließenden kreiszylinderförmigen Bodenfläche 15 und der die Längsachse L ebenfall konzentrisch umschließenden Umfangsfläche des Abschnittes 9′ erstreckt. An der dem Abschnitt 9′ entfernt liegenden Seite weist die Nut 13 eine Fläche 16 auf, die als Kegelfläche derart ausgebildet ist, daß im Bereich der Fläche 16 der Abschnitt 9′′′ mit zunehmenden Abstand vom Abschnitt 9′ einen zunehmenden Außendurchmesser besitzt. Bei der darge­ stellten Ausführungsform schließt die Kegelfläche 16 mit der Längsachse L einen Winkel a ein, der etwa 30° beträgt.

In den außerhalb der Nut 13 liegenden, sich an die Fläche 16 anschließenden und eine kreiszylinderförmige Umfangsfläche aufweisenden Teil des Abschnittes 9′′′ ist eine weitere ringförmige und ebenfalls zum Umfang des Abschnittes 9′′′ hin offene Nut 17 eingebracht, in der in Richtung der Längsachse L nebeneinander ein Dichtungsring 18 aus elastischem Material (Gummi oder gummiartiger Kunststoff), beispielsweise ein O-Ring üblicher Ausbildung sowie ein Hilfs- oder Stützring 19 untergebracht sind, der aus einem eher plastisch verformbaren Material, beispielsweise aus Teflon besteht und der ebenso wie der Dichtungsring 18 die Längsachse L konzentrisch umschließt.

Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, besitzt der Dichtungsring 18 einen kreisförmigen Querschnitt, während der Hilfsring 19 bei der dargestellten Ausführungsform einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Weiterhin sind die beiden Ringe 18 und 19 in der Nut 17 derart positioniert, daß der Ring 18 der dem Abschnitt 9′ abgewendeten Stirnseite des in das Rohrstück 7 hineinreichenden Abschnittes 9′′′ näher liegt als der Ring 19, d.h. ausgehend von dem entsprechenden Ende des Rohr­ stückes 7 in Richtung der Längsachse L sind zunächst der Ring 19 und anschließend der Ring 18 vorgesehen. Mit dem Ende bzw. der Teillänge 7′ ist das Rohrstück in der nachfolgend noch näher beschriebenen Weise in der Nut 13 des Endstückes 9 festgelegt.

Das Endstück 8 ist in ähnlicher Weise wie das Endstück 9 ausgebildet und am Ende 7′′ des Rohrstückes 7 in der gleichen Weise festgelegt, wie dies nachfolgend für das Endstück 9 beschrieben wird. Das Endstück 8 besitzt dementsprechend einen Abschnitt 8′, der außerhalb des Rohrstückes 7 angeord­ net und dessen Außendurchmesser mindestens etwa gleich dem Außendurchmesser des Rohrstückes 7 ist, sowie einen Abschnitt 8′′, der bei der dargestellten Ausführungsform die gleiche axiale Länge wie der Abschnitt 9′′′ aufweist und auch an seiner Umfangsfläche identisch mit dem Abschnitt 9′′′ ausgebildet ist, d.h. dort den gleichen Durchmesser wie der Abschnitt 9′′′ besitzt und am Übergangsbereich zum Abschnitt 8′ zunächst die Fläche 14, dann die Nut 13 und dann in einem größeren Abstand vom Abschnitt 8′ die Nut 17 mit dem Dich­ tungsring 18 und dem Stützring 19 aufweist. Auch am Abschnitt 8′′ ist der Dichtungsring 18 ausgehend von der Nut 13 weiter innen angeordnet und weist den größeren Abstand von dieser Nut bzw. vom Abschnitt 8′ auf.

In den Fig. 4 bis 6 sind nochmals in vereinfachter Darstellung das Endstück 9, die diesem Endstück benachbarte Teillänge 7′ des Rohrstückes 7 die Ausführung sowie Ausbil­ dung der Verbindung (Preßbefestigung des Rohrstückes 7 am Endstück 9) sowie das zugehörige Verpreßwerkzeug wiederge­ geben. Zum Verbinden des Rohrstückes 7 mit dem Endstück 9 wird das Rohrstück 7 mit der Teillänge 7′ auf den Abschnitt 9′′′ aufgeschoben, und zwar selbstverständlich nachdem zuvor in der Nut 17 die beiden Ringe 18 und 19 positioniert wurden. Da der Abschnitt 9′ des Endstückes 9 einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Abschnittes 9′′′ kommt beim Aufschieben des Rohrstückes 7 auf das Endstück 9 das von der Teillänge 7′ gebildete Ende des Rohrstückes 7 gegen die Fläche 14 zur Anlage, so daß nach Beendigung des Aufschiebens die relative Lage zwischen dem Rohrstück 7 und dem Endstück 9 genau definiert ist (Fig. 4). Nach dem Aufschieben des Rohrstückes 7 auf den Abschnitt 9′′′ bzw. umgekehrt nach dem Einschieben dieses Abschnittes in das in den Fig. 1, 2, 4 und 5 linke Ende des Rohrstückes 7 wird letzteres dann an dem Endstück dadurch befestigt, daß das Rohrstück 7 mit seiner Teillänge 7′ in die Nut 13 hineingedrückt wird. Dieses Hineindrücken des Materials des Rohrstückes 7 in die Nut 13, d. h. die entsprechende, bleibende Verformung bzw. Verpressung der Teillänge 7′ des Rohrstückes 7 erfolgt durch bezogen auf die Längsachse L radial nach innen gerichtete Kräfte K, und zwar unter Verwendung eines Verpreßwerkzeuges 28, welches eine Vielzahl von Werkzeugbacken 20 aufweist, die jeweils gleichartig ausgebildet, um eine Werkzeugachse verteilt angeordnet und zum Schließen des Verpreßwerkzeuges 28 in bezug auf diese Werkzeugachse gleichmäßig nach innen bewegbar sind. Die Werkzeugbacken 20 bilden an ihrer der Werkzeugachse zuge­ wandten Seite jeweils eine Werkzeugfläche 21, die sich jeweils aus drei in Richtung der Werkzeugachse aufeinander folgenden Flächenabschnitten 21′, 21′′ und 21′′′ zusammen­ setzt. Die Flächenabschnitte 21′ und 21′′′ sind jeweils in bezug auf die Werkzeugachse konvex gekrümmt, und entsprechend einer Teilfläche eines Kreiszylinders ausgebildet. Der Krümmungsradius des Flächenabschnittes 21′ ist jeweils kleiner als der Krümmungsradius des Flächenabschnittes 21′′′. Bei vollständig geschlossenem Verpreßwerkzeug 28 ergänzen sich die Flächenabschnitte 21′ sämtlicher Werkzeugbacken zu einer die Werkzeugachse konzentrisch umschließenden nahezu durchgehenden Zylinderfläche, deren Durchmesser dem doppelten Krümmungsradius der Flächenabschnitte 21′ entspricht und etwas kleiner ist als ein gedachter Durchmesser, der gleich dem Außenquerschnitt des Abschnittes 9′′′ im Bereich der Bodenfläche der Nut 13 zuzüglich der doppelten Wandstärke des Rohrstückes 7 ist. Bei geschlossenem Verpreßwerkzeug 28 liegen die Flächenabschnitte 21′′′ der Werkzeugbacken 20 auf einer gemeinsamen, gedachten Zylinderfläche, die die Werk­ zeugachse mit dem Krümmungsradius der Flächenabschnitte 21′′′ umschließt. Der Durchmesser dieser gedachten Zylinderfläche ist dann in etwa gleich oder bevorzugt geringfügig kleiner als ein gedachter Durchmesser, der dem Außendurchmesser des Abschnittes 9′′′ außerhalb der Nuten 13 und 17 zuzüglich der doppelten Wandstärke des Rohrstückes 7 entspricht.

Der zwischen den Flächenabschnitten 21′ und 21′′′ liegende Flächenabschnitt 21′′ jedes Werkzeugbackens ist konkav entsprechend einem Teilabschnitt der Mantelfläche eines Kegelstumpfes geformt, wobei der Kegelwinkel a′, den diese Kegelfläche bzw. der Flächenabschnitt 21′′ mit der Werk­ zeugachse einschließt, gleich dem Kegelwinkel a der Kegel­ fläche 16 der Nut 13 des Anschlußstückes 9 aber auch des Anschlußstückes 8 ist. Im übrigen ist jeder Werkzeugbacken 20 in bezug auf die Flächenabschnitte 21′ und 21′′ so geformt, daß bei im Verpreßwerkzeug 28 angeordneten Rohrstück 7 und Endstück 9 nach dem Schließen des Verpreßwerkzeuges 28 zwischen der Außenfläche des Endstückes 9 bzw. dessen Abschnitt 9′′′ und den Werkzeugflächen 21 ein Spalt ver­ bleibt, der zumindest nach dem endgültigen Schließen voll­ ständig von dem Material des Rohrstückes 7 ausgefüllt ist. Die sich an den Flächenabschnitt 21′ anschließende, jeweils senkrecht zur Werkzeugachse liegende Stirnfläche 20′ jedes Werkzeugbackens 20 liegt der Fläche 14 der Nut 13 des betreffenden Endstückes 9 unmittelbar benachbart und jeder Flächenabschnitt 21′′ verläuft parallel zur Fläche 16, und zwar in einem Abstand, der in etwa der Materialdicke des Rohrstückes 7 entspricht.

Zum Befestigen des jeweiligen Endstückes 9 an dem Rohrstück 7 wird letzteres zusammen mit dem eingesetzten Endstück 9 in dem Verpreßwerkzeug 28 selbstverständlich so positioniert, daß die Längsachse L achsgleich mit der Werkzeugachse angeordnet ist und sich die Nut 13 radial innerhalb der Flächenabschnitte 21′ der Werkzeugbacken 20 befindet, und zwar derart, daß die Fläche 14 in etwa in einer gemeinsamen Ebene mit den Flächen 20′ oder geringfügig versetzt gegenüber dieser Ebene liegt. Werden zum Festlegen des Endstückes 9 die Werkzeugbacken radial nach innen bewegt, so erfolgt ein gleichmäßiges Nach-Innen-Drücken, d. h. eine gleichmäßige, entsprechende Verformung des Materials des Rohrstückes 7 auf der gesamten Teillänge 7′, wobei die kegelstumpfförmigen Flächenabschnitte 21′′ in Verbindung mit der Fläche 16 noch während des Verpressens eine optimale Ausrichtung zwischen dem Backen 20 des Verpreßwerkzeuges 28 und dem vom Rohrstück 7 und dem Endstück 9 gebildeten Werkstück bewirken, und zwar dadurch, daß zwischen den Werkzeugbacken 20 und dem Werkstück in Richtung der Längsachse L eine Relativbewegung möglich ist.

Dadurch, daß sich die Werkzeugbacken 20 beim Verpressen in Richtung der Pfeile K gleichmäßig nach innen bewegen und beim geschlossenen Verpreßwerkzeug die Flächenabschnitte 21′ eine nahezu durchgehende kreiszylinderförmige Fläche bilden, kann das Material des Rohrstückes 7 insbesondere in dem von den Flächenabschnitten 21′ erfaßten Bereich beim Verpressen im wesentlichen nur in Richtung der Längsachse L fließen, wie dies in der Fig. 5 mit den Pfeilen A und A′ angedeutet ist, so daß nach dem Verpressen das Material des Rohrstückes 7 einerseits fest gegen die Fläche 14 und andererseits auch fest gegen die Fläche 16 der Nut 13 anliegt und nach dem Verpressen die Teillänge 7′ des Rohrstückes 7 also einen den Boden 15 der Nut 13 konzentrisch umschließenden teilkreis­ ringförmigen, teilkegelstumpfförmigen Abschnitt bildet, der zwischen den beiden vorgenannten Flächen verspannt ist. Durch die kegelstumpfförmigen Flächenabschnitte 21′′ wird das Material des Rohrstückes 7 beim Verpressen zusätzlich auch in axialer Richtung in die Nut 13 hineingezogen, wobei die kegelstumpfförmigen Flächenabschnitte 21′′ ebenso wie die Fläche 16 ein Abscheren oder Einschneiden des Materiales des Rohrstückes 7 beim Verpressen bzw. beim Nach-Innen-Drücken in die Nut 13 vermeiden. Durch die Flächen 16 und 21′′ ist somit sichergestellt, daß beim Verformen bzw. beim Nach-Innen- Drücken des Materials des Rohrstückes 7 keine Risse in diesem Material und insbesondere auch keine Risse oder andere Beschädigungen in den Schichten 10 und 11 auftreten.

Durch das vorbeschriebene Verpressen mit den Werkzeugbacken 20 des Verpreßwerkzeuges 28 ergibt sich eine zuverlässige und äußerst feste Verbindung zwischen dem Rohrstück 7 und dem Endstück 9. Die Festigkeit dieser Verbindung ist insbesondere auch dadurch bedingt, daß die Teillänge 7′ nach dem Ver­ pressen einen in der Nut 13 angeordneten kreisringförmigen Abschnitt mit einer axialen Länge x′ bildet, die zwar kleiner ist als die Breite x des Bodens 15, bei der dargestellten Ausführungsform jedoch wesentlich größer ist als die Dicke des Materials des Rohrstückes 7 und auch größer ist als die Tiefe t der Nut 13. Die Tiefe t ist dabei gleich der Dif­ ferenz der Radien zwischen der Außenfläche des Abschnittes 9′′′ und des Bodens 15 der Nut 13.

Fig. 5 zeigt den Zustand eines Werkzeugbackens 20 unmittelbar vor dem endgültigen Schließen des Verpreßwerkzeuges 28. Beim endgültigen Schließen liegen auch die Flächenabschnitte 21′′′ gegen die Außenfläche des Rohrstückes 7 an, d. h. im Bereich der Flächenabschnitte 21′ und 21′′ und damit im Bereich der Nut 13 erfolgt beim endgültigen Schließen des Verpreßwerk­ zeuges noch ein Stauchen des Materials des Rohrstückes 7.

Durch die Flächenabschnitte 21′′ wird auch verhindert, daß beim Verpressen, d. h. beim Nach-Innen-Drücken der Teillänge 7′ in die Nut 13 das Rohrstück 7 in dem zur Mitte des Zylinderkörpers 1 hin anschließenden Bereich, d. h. ins­ besondere auch im Bereich der die Nut 17 aufweisenden kreiszylinderförmigen Umfangsfläche des Abschnittes 9′′′ im Sinne einer Vergrößerung des Abstandes zwischen der Innen­ fläche des Rohrstückes 7 und der Außenfläche des Abschnittes 9′′′ verformt wird. Bei einer entsprechenden Auswahl des Materials des Rohrstückes 7 bzw. des Endstückes 9 läßt sich eine derartige Verformung und damit vor allem aber auch eine gewisse Spaltbildung zwischen der Innenfläche des Rohrstückes 7 und der kreiszylinderförmigen Umfangsfläche des Abschnittes 9′′′ außerhalb der Nut 13 vermeiden. Selbst wenn eine solche Materialauswahl nicht getroffen wird, und eine gewisse Spaltbildung zwischen dem Oberstück 7 und dem Endstück 9 auftreten sollte, wird durch die kegelförmige und damit keilartig wirkende Fläche 16 erreicht, daß sich ein even­ tueller Spalt während des Betriebes des Hydraulikzylinders selbsttätig verschließt, und zwar deswegen, weil im üblichen Betrieb des Hydraulikzylinders zwischen dem Rohrstück und dem Endstück 9 wirkende Kräfte im Sinne eines Trennens dieser Elemente, d. h. im Sinne eines Herausbewegens des Endstückes 9 aus dem Rohrstück 7 wirken. Im Bereich der zylinderförmigen Umfangsfläche des Abschnittes 9′′′ sorgt der Dichtungsring 18, der elastisch verformt gegen die Innenfläche des Rohr­ stückes 7 anliegt, für den erforderlichen dichten Abschluß. Der Stützring, der ebenfalls gegen die Innenfläche des Rohrstückes anliegt, verhindert ein Extrudieren des Dich­ tungsringes 18 in einen evtl. zwischen der Umfangsfläche des Abschnittes 9′′′ und der Innenfläche des Rohrstückes 7 gebildeten Spalt beim Belasten des Hydraulikzylinders und damit ein Undichtwerden des Dichtungsringes 18. Bei der beschriebenen Art der Befestigung bzw. Festlegung des Endstückes am Rohrstück 7 ist der Stützring 19 für die Betriebssicherheit des Hydraulikzylinders erforderlich, sofern eine optimale Materialauswahl, die einen wesentlichen Spalt zwischen Rohrstück 7 und Endstück 9 vermeidet, nicht möglich ist oder aus Kostengründen nicht angestrebt wird.

Der Anschluß 6 ist von einer Gewindebohrung im Abschnitt 9′ gebildet, die an ihrem radial innen liegenden Ende mit einer mit ihrer Achse achsgleich mit der Längsachse L verlaufende und an dem freien Ende des Abschnittes 9′′′ offene Bohrung 22 in Verbindung steht und an der Umfangsfläche des Abschnittes 9′, und zwar an einem dort abgeflachten Bereich dieser Umfangsfläche offen ist.

In gleicher Weise ist der Anschluß 5 von einer mit ihrer Achse senkrecht zur Längsachse L liegenden Gewindebohrung im Abschnitt 8′ des Endstückes 8 gebildet, die an der Umfangs­ fläche des Abschnittes 8′ an einem dort vorgesehenen abge­ flachten Bereich 8′′′ offen ist und mit ihrem radial innen liegenden Ende in einen ringförmigen, die Kolbenstange 3 umschließenden Kanal 23 mündet, der an dem freien, d.h. dem Abschnitt 8′ abgewendeten Ende des Abschnittes 8′′ offen ist und dort in die Arbeitskammer 4 mündet.

Um eine einwandfreie Führung der Kolbenstange 3 in dem Endstück 8 zu gewährleisten, ist in einer mit ihrer Achse achsgleich mit der Längsachse L liegenden, durchgehenden bzw. beidendig offenen Bohrung 24 des Endstückes 8, die (Bohrung) teilweise auch den Ringkanal 23 bildet, eine Gleithülse bzw. -buchse 25 aus einem geeignetem Material, beispielsweise aus Messing eingesetzt, die die Gleitfläche für die Kolbenstange 3 im Bereich des Endstückes 8 bildet, so daß das Endstück 8 relativ preiswert gefertigt werden kann. Damit sich trotz der Abschnitte 8′′ und 9′′, die ebenso wie die Teillängen 7′ und 7′′ für die Befestigung (Preßverbindung) der Endstücke 8 und 9 am Rohrstück 7 notwendig sind bei vorgegebenem Hub für die Kolbenstange 3 bzw. den Kolben 2 keine Vergrößerung der Baulinge des Hydraulikzylinders ergibt, ist die Gleitbuchse 25 so angeordnet, daß sie mit einem Teil ihrer axialen Länge, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform etwa mit der Hälfte ihrer axialen Länge die als Anschluß 5 dienende und in unmittelbarer Nähe des Übergangsbereichs zwischen den Abschnitten 8′ und 8′′ vorgesehene Gewindebohrung überdeckt. Am Boden dieser den Anschluß 5 bildenden Bohrung verbleibt somit in etwa nur eine halbkreisförmige bzw. mondsichelartige Durchgangsöffnung zu dem ringförmigen Kanal 23. Diese Durchgangsöffnung ist aber in bezug auf den noch kleineren Querschnitt einer an den Anschluß 5 angeschlossenen Hydrau­ lik-Leitung völlig ausreichend. Durch diese teilweise Überdeckung zwischen der Gleitbuchse 25 und dem Anschluß 5 läßt sich die axiale Baulänge des Endstückes 8, in desen Bohrung 24 auf der dem Abschnitt 8′′ abgewandten Seite der Gleitbuchse 25 auch noch zwei Lippendichtungen 26 unterge­ bracht sind, so klein halten, daß sich trotz der Preßver­ bindung zwischen dem Rohrstück 7 und den beiden Endstücken 8 und 9 eine möglichst geringe Baulänge des Hydraulikzylinders ergibt.

Wie die Fig. 3 zeigt, weist der Abschnitt 8′ des Endstückes 8 im wesentlichen eine kreiszylinderförmige Umfangsfläche auf, und zwar mit Ausnahme des abgeflachten Bereichs 8′′′. Die Fig. 3 zeigt aber auch, daß im Gegensatz zu dem Abschnitt 8′′, der mit seiner Umfangfläche die Längsachse L bzw. die Achse der Bohrung 24 konzentrisch umschließt, die Umfangs­ fläche des Abschnittes 8′ so ausgebildet ist, daß die Bohrung 24 bzw. deren Achse radial versetzt zu derjenigen Mittelachse liegt, die (abgesehen vom Bereich 8′′′) von der übrigen kreiszylinderförmigen Umfangsfläche des Abschnittes 8′ konzentrisch umschlossen wird. Die Ausbildung ist hierbei so getroffen, daß die vorgenannte Mittelachse dem Bereich 8′′′ näherliegt als dem gegenüberliegenden Bereich der Umfangs­ fläche des Abschnittes 8′. Der radiale Abstand R des Ab­ schnittes 8′′′ von der Achse der Bohrung 24 bzw. von der Längsachse L ist somit größer als der radiale Abstand r, den der dem Bereich 8′′′ gegenüberliegende Bereich der Umfangs­ fläche des Abschnittes 8′ von dieser Achse besitzt. Hierdurch ist es möglich, trotz der oben beschriebenen Überlappung zwischen der Gleitbuchse 25 und dem Anschluß 5 und trotz einer auch hinsichtlich des Materialverbrauchs sowie des Gewichtes optimierten Ausbildung des Endstückes 8 eine genügende Einschraubtiefe für die den Anschluß 5 bildende Gewindebohrung zu erreichen und hierbei insbesondere auch sicherzustellen, daß bei Verwendung von Anschlußstücken üblicher Ausbildung diese nach dem Einschrauben in den Anschluß 5 nicht gegen die Gleitbuchse 25 zur Anlage kommen und dadurch die Kolbenstange 3 in ihrer hin- und hergehenden Bewegung behindern.

Die Gleitbuchse 25 ist durchgehend geschlitzt, d.h. sie weist einen Schlitz 27 auf, der sich über die gesamte axiale Länge der Gleitbuchse 25 erstreckt und radial zur Längsachse L von der Innenfläche bis an die Außenfläche der Gleitbuchse 25 reicht. Durch den Schlitz 27 ist die Gleitbuchse 25 leicht in die Bohrung 24 einsetz- bzw. einpreßbar. Der Schlitz 27 dient aber gleichzeitig auch als Führung für die hydraulische Flüssigkeit (Ölführung), d.h. zum Schmieren der Gleitführung zwischen Kolbenstange 3 und Buchse 25 sowie insbesondere auch dazu, um die Lippendichtungen 26, die bezogen auf die Gleitbuchse 25 weiter außen liegen bzw. den größeren Abstand vom Abschnitt 8′′ aufweisen, mit dem Hydraulikdruck zu beaufschlagen. Nur so können die Lippendichtungen 26 ihre Funktion erfüllen.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwand­ lungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung tragende Gedanke verlassen wird.

Claims (11)

1. Hydraulikzylinder bestehend aus einem Zylinderkörper, der von einem beidendig jeweils durch ein Endstück (8, 9) verschlossenen Zylinderstück gebildet ist, sowie aus einem den Innenraum des Zylinderkörpers in zwei Arbeits­ kammern (4, 4′) mit veränderbarem Volumen unterteilenden, in Längsrichtung (L) des Zylinderstücks verschiebbaren Kolben (2) mit zugehöriger Kolbenstange (3), die durch eines der Endstücke (8, 9) hindurchreicht, wobei in jedes Ende des von einer Länge eines Rohrstücks (7) gebildeten Zylinderstücks ein Endstück (8, 9) mit einem ersten Abschnitt (8′, 9′′′) hineinragt, der einen dem Innen­ querschnitt des Rohrstückes (7) entsprechenden Außen­ querschnitt aufweist und im Abstand von einer inneren Stirnseite, mit welcher das Endstück (8, 9) am weitesten im Inneren des Rohrstückes (7) angeordnet ist, eine zur Umfangsfläche hin offene erste Nut (13) besitzt, in die zur Befestigung des Endstückes (8, 9) am Rohrstück (7) das Material des Rohrstückes im Bereich des jeweiligen Endes unter bleibender Materialverformung am gesamten Umfang gleichmäßig radial nach innen hineingedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nut eine Boden­ fläche (15) sowie an ihrer der genannten inneren Stirn­ seite näherliegenden Seite eine kegelstumpfförmige Kegelfläche (16) aufweist, und daß zur Befestigung am Endstück (8, 9) jeweils eine Teillänge (7′, 7′′) des Rohrstückes (7) durch ein eine Vielzahl von Werkzeug­ backen (21) aufweisendes Preßwerkzeug (28) durch Preß­ verformen derart in die erste Nut (13) eingedrückt ist, daß das Material des Rohrstückes (7) im Bereich dieser Nut (13) einen gegen den Boden (15) anliegenden ring­ förmigen Abschnitt sowie daran anschließend einen gegen die Kegelfläche (16) anliegenden kegelförmigen Abschnitt aufweist.

2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Endstück (7, 9) an der der inneren Stirnseite dieses Endstückes abgewendeten Seite der ersten Nut (13) eine über die offene Seite der ersten Nut (13) radial wegstehende Fläche (14) aufweist, die vorzugsweise von einer ringförmigen Fläche am Übergang zwischen dem ersten Abschnitt (8′′, 9′′′) und einem zweiten Abschnitt (8′, 9′) des Endstückes (8, 9) mit größerem Querschnitt gebildet ist.

3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nut an ihrem vorzugsweise kreiszylinderförmigen Boden (15) eine Breite (x) auf­ weist, die gleich oder bevorzugt größer ist als die Tiefe (t) der Ausnehmung.

4. Hydraulikzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die durch das Verpreßwerkzeug (28) in die erste Nut (13) hineingedrückte Teillänge (7′, 7′′) einen kreisringförmigen Abschnitt bildet, dessen axiale Länge (x′) gleich oder bevorzugt größer ist als die Tiefe (t) der ersten Nut (13).

5. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Preßwerkzeug (28) in die erste Nut (13) gedrückte Material des Rohrstückes (7) in dieser Nut zwischen der von der Kegelfläche (16) gebildeten Seite und der gegenüberliegenden Seite der ersten Nut (13) verspannt ist.

6. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Rohrstück und dem Endstück (8, 9) unter Verwendung eines Verpreßwerkzeuges (28) erzeugt ist, dessen Werkzeugbacken an ihren Werkzeugflächen (21) in Anpassung an die Querschnittsform der ersten Nut (13) einen ersten kreiszylinderförmig gekrümmten konkaven Flächenabschnitt (21′) mit kleinerem Krümmungsradius, daran anschließend einen kegelstumpfförmig konkav gekrümmten zweiten Flächenabschnitt (21′′) und daran anschließend einen kreiszylinderförmig gekrümmten konkaven dritten Flächen­ abschnitt (21′′′) mit größerem Krümmungsradius aufweisen, wobei der Kegelwinkel (a′) des zweiten Flächenabschnittes (21′′) gleich oder in etwa gleich einem Kegelwinkel (a) der die eine Seite der ersten Nut (13) bildenden Kegel­ fläche (16) ist.

7. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Nut und der Stirnseite des ersten Abschnitts (8′′, 9′′′) an diesem Abschnitt jeweils eine zweite, zum Umfang hin offene Nut (17) vorgesehen ist, in welcher nebeneinander ein Dichtungsring (18) aus elastisch verformbaren Material sowie ein Hilfsring (19) aus einem im wesent­ lichen plastisch, d.h. unter Druck bleibend verformbaren Material derart angeordnet sind, daß der Dichtungsring (18) der Stirnseite des jeweiligen Endstückes (8, 9) näherliegt als der Hilfsring (19).

8. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Endstück (8, 9) einen zweiten, aus dem Rohrstück (7) vorstehenden Abschnitt (8′, 9′) aufweist, desen Durchmesser größer ist als der maximale Durchmesser des ersten Abschnitts (8′′, 9′′′) jedes Endstücks (8, 9), wobei vorzugsweise der maximale Durchmesser des ersten Abschnittes (8′′, 9′′′) jedes Endstücks (8, 9) gleich oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohrstücks (7) ist und der Außen­ durchmesser des zweiten Abschnitts (8′, 9′) jedes Endstücks (8, 9) mindestens gleich dem Außendurchmesser des Rohrstücks (7) ist.

9. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Endstück (8, 9) einen zweiten, aus dem Rohrstück (7) vorstehenden Abschnitt (8′, 9′) aufweist, daß in dem zweiten Abschnitt (8′, 9′) jedes Endstücks (8, 9) eine als Hydraulikanschluß (5, 6) dienende Gewindebohrung vorgesehen ist, die mit ihrer Achse im wesentlichen radial zur Längsachse (L) des Hydraulikzylinders liegt, und daß im Bereich dieser Bohrung die Umfangsfläche des anderen Abschnitts (8′, 9′) des jeweiligen Endstücks (8, 9) abgeflacht ist.

10. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Endstück (8) eine vorzugsweise geschlitzte Gleitbuchse (25) für die Kolbenstange (3) vorgesehen ist, und daß die Gleitbuchse (25) in Längsrichtung (L) des Hydraulikzylinders eine in dem einen Endstück (8) ebenfalls vorgesehene, als Hydraulikanschluß (5) dienende und mit ihrer Achse im wesentlichen radial zur Längsachse (L) liegende Bohrung teilweise überdeckt.

11. Hydraulikzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die als Hydraulikanschluß (5) dienende Bohrung sowie die Gleitbuchse (25) in dem aus dem Rohrstück vorstehenden zweiten Abschnitt (8′) des einen Endstückes (8) vorgesehen sind, und daß dieser zweite Abschnitt (8′) eine im wesentlichen kreiszylinderförmige Umfangsfläche aufweist, die eine gedachte, parallel zur Längsachse (L) des Hydraulikzylinders verlaufende Mittelachse konzen­ trisch umschließt, welche (Mittelachse) gegenüber der Längsachse (L) radial derart versetzt ist, daß diese Mittelachse der offenen Seite der als Hydraulikanschluß (5) dienende Bohrung näherliegt als die Längsachse (L).