DE4024717A1 - Druckmittelzylinder mit laengsgeschlitztem zylinderrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmittelzylinder mit einem längsgeschlitzten, endseitig verschlossenen Zylinderrohr, in welchem ein Kolben vermittels zweier nahe seiner Enden angeordneter Kolbendichtungen abgedichtet verschieblich geführt ist, der im Bereich zwischen den Kolbendichtungen vermittels eines den Schlitz durchgreifenden Verbindungsmittels fest mit einem zylinderrohraußenseitig vor dem Schlitz befindlichen Mitnehmer verbunden ist, mit einem zylinderrohrinnenseitig angeordneten, den Schlitz außerhalb des von den beiden Kolbendichtungen eingeschlossenen Abschnittes druckmitteldicht abdeckenden Dichtband und gegebenenfalls einem außenseitig den Schlitz mit Ausnahme des Durchgriffbereiches des Verbindungsmittels abdeckenden Deckband, mit einem an der Zylinderaußenseite mittel- oder unmittelbar axial verschieblich geführten Kraftabgabeglied, das den Mitnehmer zumindest schlitzabgewandt und seitlich übergreift, und mit einer Axialkräfte übertragenden, schlitzaußenseitig befindlichen und symmetrisch zu einer durch den Schlitz verlaufenden, die Zylinderachse beinhaltenden Mittelebene ausgebildeten Koppelungseinrichtung zwischen dem Mitnehmer und dem Kraftabgabeglied.

Ein derartiger Druckmittelzylinder ist aus der EP-B 01 57 892 bekannt. Zum Erzielen einer gewissen Relativbewegungsmöglichkeit zwischen dem Kraftabgabeglied und dem Kolben, welche bei unsymmetrischer Belastung des Kraftabgabegliedes oder nicht genau parallelen Führungen für das Kraftabgabeglied und den Kolben zum Vermeiden von Klemmungen und/oder gesteigertem Verschleiß zweckmäßig ist, wird mit dieser Druckschrift als Kopplungseinrichtung eine als Drehlager ausgebildete Lagerstelle vorgeschlagen, welche wenigstens eine, vorzugsweise rechtwinklig zur Zylinderachse und in der Längsschlitzmittelebene verlaufende Lagerachse aufweist, um die der Kolben und das Kraftabgabeglied begrenzt gegeneinander verdrehbar sind. Gemäß den Zeichnungen dieser Druckschrift ist die Lagerstelle als ein mit dem Mitnehmer fest verbundenes, zylindrisches Teil ausgebildet, das sich außerhalb des Zylinderrohres vor dem Schlitz befindet und dessen Achse rechtwinklig zur Zylinderachse mittig durch den Schlitz verläuft; das Kraftabgabeglied weist eine entsprechende Ausnehmung auf, in welche das Zylinderteil eingreift. Mittels dieser vorbekannten oder auch andersartig ausgebildeter, lediglich Drehbewegungen zwischen dem Kraftabgabeglied und dem Kolben ermöglichenden Kopplungseinrichtungen ist es jedoch nicht möglich, Klemmungen zwischen dem im Zylinderrohr geführten und dem außenseitig am Zylinderrohr oder anderweitig geführten Kraftabgabeglied auszuschließen, da zwischen beiden stets auch Versetzungen in Querrichtung sowohl zur Zylinder- wie zur Drehachse dieser Kopplungseinrichtungen möglich sind. Insbesondere bei der mit der erwähnten Druckschrift vorgeschlagenen Ausführungsform führen Querversetzungen des Kraftabgabegliedes relativ zum Zylinderrohr, wie sie durch ungenau zur Zylinderachse gefertigte Führungsbahnen oder auch durch Justierfehler an den Führungsorganen des Kraftabgabegliedes möglich sind, zu Klemmungen und erhöhtem Verschleiß an den Führungsorganen und -Bahnen des Kraftabgabegliedes sowie dem Kolben bzw. dessen Zylinderführung.

Zum Erzielen einer relativen Beweglichkeit zwischen Kraftabgabeglied und Kolben ist es bei gattungsfremden Druckmittelschlitzzylindern auch bereits bekannt, das Kraftabgabeglied auf gesonderten, seitlich am Zylinderrohr gehalterten Führungsschienen zu führen und seitlich der gattungsgemäßen Mittelebene vermittels einer nicht weiter erläuterten Koppelungseinrichtung, beispielsweise einer einfachen Anschlagsvorrichtung mit dem Mitnehmer zu koppeln (EP-A 02 94 350). Der Raumbedarf und Bauaufwand dieser Anordnung ist jedoch sehr groß und außerdem können die seitlichen Koppelungseinrichtungen unerwünschte Drehmomente für den Kolben bewirken. Weiterhin ist es bekannt (EP-B 01 13 790), den Kolben mit axialen Endabschnitten zu versehen, die begrenzt eigenbeweglich am im Zylinderrohr befindlichen Abschnitt des Verbindungsmittels gehaltert sind. Hier können unsymmetrische, einseitige Nachstellungen der Führungsbahnen des Kraftabgabegliedes zur Anlage der Verbindungsmittel an den Schlitzwänden mit allen nachteiligen Folgen führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Druckmittelzylinder der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszugestalten, daß eine den praktischen Anforderungen hinsichtlich des Raumbedarfes und der Eigenbeweglichkeit des Kolbens relativ zum Kraftabgabeglied bei doch sicherer, axialer Kraftübertragung gewährleistet ist; die Größe und Qualität der Relativbeweglichkeit sowie deren Freiheitsgrade sollen dabei durch entsprechende konstruktive Ausgestaltungen gemäß den jeweiligen Forderungen festlegbar sein.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung für einen den eingangs genannten Merkmalen entsprechenden Druckmittelzylinder dadurch gelöst, daß die Koppelungseinrichtung eine Paßfeder aufweist, die den Schlitz rechtwinklig überkreuzend angeordnet ist und die mit einem mittleren Abschnitt in eine schlitzabgewandte Quernut des Mitnehmers und mit jedem Endabschnitt in eine nutartige, zur Quernut fluchtende Ausnehmung des Kraftabgabegliedes eingreift.

Falls nach der weiteren Erfindung die beiden Ausnehmungen des Kraftabgabegliedes zylinderrohrseitig offen sind, ist eine leichte Montage und Demontage des Kraftabgabeglieds möglich.

Nach der weiteren Erfindung kann die Paßfeder in eine der sie aufnehmenden Öffnungen - entweder in der Quernut oder in den Ausnehmungen - mit leichtem Preßsitz und in der jeweils anderen Öffnung - den Ausnehmungen oder der Quernut - mit Schiebesitz bzw. Spiel eingreifen. Durch den leichten Preßsitz wird während Montagearbeiten die Paßfeder in ihrer vormontierten Lage gehalten, die Montagearbeiten werden hierdurch erleichtert. Durch die Wahl des Schiebesitzes bzw. der Größe von dessen Spiel kann die Qualität und das Ausmaß der Relativbeweglichkeit für die Kopplung von Kraftabgabeglied und Mitnehmer bestimmt werden.

Falls nach der weiteren Erfindung die Seitenwände der Quernut zumindest in Längsrichtung leicht konvex gekrümmt bzw. ballig ausgebildet werden, derart, daß die Quernut einen mittleren, engen Abschnitt aufweist und sich beidseitig an diesen anschließend zu ihren Endbereichen hin erweitert, wird eine qualitativ hochwertige Relativdrehmöglichkeit zwischen dem Kraftabgabeglied und den Mitnehmer um eine in der Mittelebene liegende, zur Zylinderachse senkrechte Drehachse geschaffen.

Den weiteren Unteransprüchen sind nach der weiteren Erfindung mögliche, vorteilhafte Ausgestaltungen des Druckmittelzylinders entnehmbar.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen nach der Erfindung ausgebildeten Druckmittelzylinder dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 ein Zylinderrohr ohne Endverschlüsse mit aufgesetztem, teilweise aufgeschnittenem Kraftabgabeglied in perspektivischer Sicht,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Druckmittelzylinder und

Fig. 4 Querschnitt gemäß Linie A-A in Fig. 3.

Der Druckmittelzylinder weist ein Zylinderrohr 1 auf, das endseitig durch Zylinderdeckel 2 abgeschlossen ist, wie es aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Zylinderdeckel 2 vermitteln zugleich die Druckmittelzuführungen zu den beiderseits eines Kolbens 3 befindlichen Beaufschlagungsräumen 4 bzw. 5. Das Zylinderrohr 1 weist einen etwa quadratischen Querschnitt auf, es ist mit einer exzentrisch angeordneten Zylinderbohrung 6 versehen. In die Außenwandung des Zylinderrohres 1 sind mehrere, hier nicht weiter interessierende Halterungs- und Führungsnuten 7 eingearbeitet. Die in Versatzrichtung der Zylinderbohrung 6 liegende Zylinderwandung 8 des Zylinderrohres 1 ist vermittels eines parallel zur Zylinderachse 9 verlaufenden Schlitzes 10 aufgeschnitten.

Der Kolben 3 ist axial relativ langgestreckt ausgebildet, er weist nahe seiner beiden Enden je eine Kolbendichtung 11 zum Begrenzen der Beaufschlagungsräume 4 bzw. 5 auf. Im Bereich zwischen den Kolbendichtungen 11 ist der Kolben 3 mit einem stegartigen Verbindungsmittel 12 versehen, welches den Schlitz 10 durchragt und den Kolben 3 mit einem zylinderrohraußenseitig vor dem Schlitz 10 befindlichen Mitnehmer 13 fest verbindet. Der Mitnehmer 13 ist schlitzabgewandt und seitlich von einem bügelartigen Kraftabgabeglied 14 übergriffen, das beiderseits des Schlitzes 10 vermittels hier nicht weiter interessierender Führungsanordnungen an der Außenseite des Zylinderrohres 1 axial verschieblich geführt ist. Anstelle der dargestellten, unmittelbaren Führung des Kraftabgabegliedes 14 am Zylinderrohr kann auch eine mittelbare Führung an besonderen, mit dem Zylinderrohr verbundenen Führungsschienen vorgesehen sein.

Der Schlitz 10 ist zylinderrohrinnenseitig im Bereich der Beaufschlagungsräume 4 und 5 von einem Dichtband 15 druckmitteldicht abgedeckt; im Bereich des Kolbens 3 zwischen dessen Kolbendichtungen 11 ist das Dichtband 15 vom Schlitz 10 abgehoben und durch einen Führungskanal 16 des Kolbens 3 geführt, daß der Schlitz 10 zum Durchtritt des Verbindungsmittels 12 frei ist. Zylinderaußenseitig ist der Schlitz 10 außerhalb des Bereiches des Kolbens 3 von einem Deckband 17 abgedeckt, welches im Bereich des Kolbens 3 ebenfalls vom Schlitz 10 abgehoben und durch einen zwischen dem Mitnehmer 13 und dem Kraftabgabeglied 14 befindlichen Raum 18 geführt ist, derart, daß das Verbindungsmittel 12 den Schlitz 10 durchgreifen kann und fest mit dem Mitnehmer 13 verbindbar ist, gegebenenfalls einstückig mit diesem gefertigt werden kann. Zur Halterung des Deckbandes 17 auf der Außenseite des Schlitzes 10 können beispielsweise beiderseits des Schlitzes 10 Magnetbänder 19 in das Zylinderrohr 1 eingelassen sein, welche außerhalb des Bereiches des Kolbens 3 das aus hierzu geeignetem Material bestehende Deckband 17 magnetisch haltern. In Fig. 1 und 2 sind zum Vereinfachen der Darstellungen weder das Dichtband 15 noch das Deckband 17 eingezeichnet.

Insoweit entspricht der Druckmittelzylinder einem üblichen Schlitzzylinder, wie er beispielsweise aus der eingangs genannten DE-B 01 13 790 oder 01 57 892 bekannt ist.

Zur Koppelung des Mitnehmers 13 mit dem Kraftabgabeglied 14 weist der Mitnehmer 13 etwa in der Mitte seiner Längserstreckung auf seiner schlitzabgewandten Seite eine Quernut 20 auf, an welche sich beidseitig je eine nutartige, zur Quernut 20 fluchtende Ausnehmung 21 im Kraftabgabeglied 14 anschließt. Die beiden Ausnehmungen 21 sind auch zylinderrohrseitig offen. In die Quernut 20 ist eine gerade Paßfeder 22 eingelegt, derart, daß sie mit ihren Endabschnitten in die Ausnehmungen 21 eingreift: die Paßfeder 22 verläuft also quer zum Schlitz 10, diesen rechtwinklig überkreuzend. Der in die Quernut 20 eingreifende Abschnitt der Paßfeder 22 ist dabei länger, vorzugsweise etwa doppelt so lang wie jeder der in eine der Ausnehmungen 21 eingreifende Endabschnitte der Paßfeder 22. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Paßfeder 22 mit einer senkrecht zur Schlitzlängsrichtung gesehen größeren Höhe auszubilden als in Schlitzlängsrichtung gesehener Stärke. Schließlich ist es zweckmäßig, die Stirnseiten der Paßfeder 22 halbzylindrisch, um eine zur Schlitzlängsrichtung senkrechte Zylinderachse gerundet auszuführen.

Die die Paßfeder 22 mit der Quernut 20 und den Ausnehmungen 21 aufweisende Kopplungseinrichtung zwischen dem Mitnehmer 13 und dem Kraftabgabeglied 14 kann derart ausgeführt sein, daß die Paßfeder 22 mit Spiel sowohl in die Quernut 20 wie die Ausnehmungen 21 eingreift. Bei dieser Ausführung ergibt sich jedoch ein beachtliches Spiel in Längsrichtung zwischen dem Mitnehmer 13 und dem Kraftabgabeglied 14, welches unerwünscht sein kann. Außerdem kann die Montage erschwert sein: Beim Aufsetzen des Kraftabgabegliedes 14 auf das Zylinderrohr 1 und den Mitnehmer 13, was beispielsweise bei abgenommenen, seitlichen Führungsschenkeln 23 des Kraftabgabegliedes 14 erfolgen kann, kann die zuvor lose in die Quernut 20 oder die Ausnehmungen 21 eingelegte Paßfeder 22 ihre Lage verändern. Auch falls zum Montieren des Druckmittelzylinders der Kolben 3, die Paßfeder 22 und das Kraftabgabeglied 14 außerhalb des Zylinderrohres 1 zusammengesetzt und dann axial in dieses ein- bzw. auf dieses aufgeschoben werden, kann die lose Paßfeder 22 Schwierigkeiten bereiten.

Zum Beheben dieser Mängel kann es zweckmäßig sein, die Paßfeder 22 entweder in der Quernut 20 oder den Ausnehmungen 21 mit leichtem Preßsitz zu haltern, zum einen werden hierdurch die Längsspiele zwischen dem Mitnehmer 13 und dem Kraftabgabeglied 14 verringert, wodurch die Längskraftübertragung zwischen dem Kolben 3 und dem Kraftabgabeglied 14 exakter erfolgen kann, und zugleich wird eine ungewollte Lageänderung der Paßfeder 22 während Montagevorgängen ausgeschlossen wird. Zur weiteren Verbesserung der erwähnten Kraftübertragung und zum Vermindern des Kopplungsspieles zwischen dem Mitnehmer 13 und dem Kraftabgabeglied 14 kann es weiterhin zweckmäßig sein, wenn die Seitenwände der Quernut 20 in deren Längsrichtung leicht konvex gekrümmt bzw. ballig ausgebildet werden, derart, daß die Quernut 20 einen mittleren, engen Abschnitt aufweist und sich beidseitig an diesen anschließend zu ihren Endbereichen hin erweitert. Die Paßfeder 22 wird dabei zweckmäßig im erwähnten mittleren, engen Abschnitt und in den Ausnehmungen 21 parallel zur Zylinderachse 9 mit Schiebe- bzw. leichtem Preßsitz gehalten, so daß die Kopplungseinrichtung in dieser Richtung zumindest nahezu spielfrei ist. Hierzu wird eine spielarme Drehmöglichkeit um eine in Mittelebene 24 liegende, zur Schlitzlängsrichtung rechtwinklige Drehachse geschaffen. Falls die Seitenwände der Quernut 20 zumindest in deren mittleren Längserstreckungsbereich auch in ihrer Querrichtung konvex gekrümmt ausgebildet sind, ergibt sich eine weitere Drehmöglichkeit um eine zur vorerwähnten rechtwinkligen Drehachse.

Bei allen vorstehend erwähnten Halterungen der Paßfeder 22 in der Quernut 20 bzw. den Ausnehmungen 21 ist wesentlich, daß das Kraftabgabeglied 14 relativ zum Mitnehmer 13 Verschiebungen quer wie auch senkrecht zur Längsrichtung des Schlitzes 10 ausführen kann, auch sind Drehungen um eine zur Zylinderachse 9 parallele Drehachse möglich. Weiterhin sind im Rahmen der Spiele an der Paßfeder 22 Drehungen des Kraftabgabegliedes 14 relativ zum Mitnehmer 13 um senkrecht zur Zylinderachse 9 verlaufende bzw. letztere kreuzende Drehachsen möglich. Bei der Ausführung mit einer Quernut 20 mit gekrümmten Seitenwänden kann bei diesen Drehungen die Paßfeder 22 relativ zur Quernut 22 mitverdreht werden, obwohl sie in Kraftübertragungsrichtung zwischen dem Kolben 3 und dem Kraftabgabeglied 14 als spielfreie Kopplungseinrichtung ausbildbar ist. Diese Relativbewegungsmöglichkeiten zwischen dem Mitnehmer 13 und dem Kraftabgabeglied 14 schließen ein Verklemmen des letzteren bzw. der Verbindungsmittel 12 im Schlitz 10 aus, auch kann der Kolben 3 nicht von Querkräften und Drehmomenten belastet werden, welche aus einer zu seiner Führung ungenauen Führung des Kraftabgabegliedes 14 resultieren.

Kurzfassung

Der Druckmittelzylinder weist ein längsgeschlitztes Zylinderrohr (1) auf, in welchem ein Kolben (3) mit einen den Schlitz (10) des Zylinderrohres (1) durchgreifenden Verbindungsmittel (12) axial verschieblich ist. Das Verbindungsmittel (12) ist mit einem zylinderrohraußenseitig vor dem Schlitz (10) beweglichen Mitnehmer (13) fest verbunden. Der Mitnehmer (13) ist von einem Kraftabgabeglied (14) übergriffen, welches vom Kolben (3) gesondert mittel- oder unmittelbar am Zylinderrohr (1) längs verschieblich geführt ist. Zur Kopplung des Mitnehmers (13) mit dem Kraftabgabeglied (14) weist der Mitnehmer (13) schlitzabgewandt eine Quernut (20) auf, in welcher sich eine den Schlitz (10) rechtwinklig überkreuzende Paßfeder (22) befindet. Die Paßfeder (22) überragt beidseitig die Quernut (20) und greift mit ihren Endabschnitten in entsprechende Ausnehmungen (21) des Kraftabgabegliedes (14) ein.

Die aus der Paßfeder (22), der Quernut (20) und den Ausnehmungen (21) bestehende Koppelungseinrichtung zwischen dem Mitnehmer (13) und dem Kraftabgabeglied (14) ist in Kraftübertragungsrichtung parallel zur Zylinderachse (9) bis praktisch spielfrei ausbildbar, ermöglicht jedoch für die Praxis ausreichende Relativbewegungen und -drehungen zwischen dem Mitnehmer (13) und dem Kraftabgabeglied (14), derart, daß Verklemmungen vermieden werden.

Bezugszeichenliste

 1 Zylinderrohr
 2 Zylinderdeckel
 3 Kolben
 4 Beaufschlagungsraum
 5 Beaufschlagungsraum
 6 Zylinderbohrung
 7 Halterungs- und Führungsnut
 8 Zylinderwandung
 9 Zylinderachse
10 Schlitz
11 Kolbendichtung
12 Verbindungsmittel
13 Mitnehmer
14 Kraftabgabeglied
15 Dichtband
16 Führungskanal
17 Deckband
18 Raum
19 Magnetband
20 Quernut
21 Ausnehmung
22 Paßfeder
23 Führungsschenkel
24 Mittelebene

Claims (7)

1. Druckmittelzylinder mit einem längsgeschlitzten, endseitig verschlossenen Zylinderrohr (1), in welchem ein Kolben (3) vermittels zweier nahe seiner Enden angeordneter Kolbendichtungen (11) abgedichtet verschieblich geführt ist, der im Bereich zwischen den Kolbendichtungen (11) vermittels einen den Schlitz (10) durchgreifenden Verbindungsmittels (12) fest mit einem zylinderrohraußenseitig vor dem Schlitz (10) befindlichen Mitnehmer (13) verbunden ist, mit einem zylinderrohrinnenseitig angeordneten, den Schlitz (10) außerhalb des von den beiden Kolbendichtungen (11) eingeschlossenen Abschnittes druckmitteldicht abdeckenden Dichtband (15) und gegebenenfalls einem außenseitig den Schlitz (10) mit Ausnahme des Durchgriffsbereiches des Verbindungsmittels (12) abdeckenden Deckband (17), mit einem an der Zylinderaußenseite mittel- oder unmittelbar axial verschieblich geführten Kraftabgabeglied (14), das den Mitnehmer (13) zumindest schlitzabgewandt und seitlich übergreift, und mit einer Axialkräfte übertragenden, schlitzaußenseitig befindlichen und symmetrisch zu einer durch den Schlitz (10) verlaufenden, die Zylinderachse (9) beinhaltenden Mittelebene (24) ausgebildeten Koppelungseinrichtung zwischen dem Mitnehmer (13) und dem Kraftabgabeglied (14), dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelungseinrichtung eine Paßfeder (22) aufweist, die den Schlitz (10) rechtwinklig überkreuzend angeordnet ist und die mit einem mittleren Abschnitt in eine schlitzabgewandte Quernut (20) des Mitnehmers (13) und mit jedem Endabschnitt in eine nutartige, zur Quernut (20) fluchtende Ausnehmung (21) des Kraftabgabegliedes (14) eingreift.

2. Druckmittelzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausnehmungen (21) des Kraftabgabegliedes (14) zylinderrohrseitig offen sind.

3. Druckmittelzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfeder (22) in einer der sie aufnehmenden Öffnungen - entweder der Quernut (20) oder in den Ausnehmungen (21) - mit leichtem Preßsitz und in der jeweils anderen Öffnung - den Ausnehmungen (21) oder der Quernut (20) - mit Schiebesitz bzw. Spiel eingreift.

4. Druckmittelzylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Quernut (20) zumindest in Längsrichtung leicht konvex gekrümmt bzw. ballig ausgebildet sind, derart, daß die Quernut (20) einen mittleren, engen Abschnitt aufweist und sich beidseitig an diesen anschließend zu ihren Endbereichen hin erweitert.

5. Druckmittelzylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfeder (22) senkrecht zur Schlitzlängsrichtung gesehen eine größere Höhe aufweist als sie in Schlitzlängsrichtung gesehen stark ist.

6. Druckmittelzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfeder (22) halbzylindrisch um zur Schlitzlängsrichtung senkrechte Zylinderachsen gerundete Stirnseiten aufweist.

7. Druckmittelzylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, in die Quernut (20) eingreifende Abschnitt der Paßfeder (22) länger, gegebenenfalls etwa doppelt so lang ist wie jeder in eine der Ausnehmungen (21) eingreifende Endabschnitt.