DE4429255A1

DE4429255A1 - Hubzylinder mit adaptiven Druckkammern zum Erzeugen großer Kräfte

Info

Publication number: DE4429255A1
Application number: DE19944429255
Authority: DE
Inventors: Bernd Steinbach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1996-02-29

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinder mit mehreren Kolben bestehend aus einem Zylindergehäuse, welche einerseits eine Mehrzahl von Druckkammern ausbilden und andererseits eine Mehrzahl, zumindest aber eine Gegendruckkammer abtrennen, wobei mit zumindest einem Kolben eine Kolbenstange od. dgl. Arbeitseinrichtung verbunden ist.

Derartige Kolben-Zylinder-Einheiten sind in vielen Ausführungen bekannt. Normalerweise sind sie als Flüssigkeits- bzw. Pneumatikzylinder ausgebildet, wobei die Kolbenstange ein beliebiges Arbeitselement betätigt. In den meisten Fällen ist in einem zylindrischen Gehäuse ein Kolben gleitbar angeordnet, welcher zwei Arbeitskammern voneinander abtrennt. Wird die eine Arbeitskammer mit Druck beaufschlagt, schiebt der Kolben die Kolbenstange aus dem Gehäuse heraus. Wird die andere Arbeitskammer mit Druck beaufschlagt, erfolgt ein Einfahren der Kolbenstange. Eine derartige Anordnung ist als doppelt wirkender Zylinder bekannt.

Mittels der Kolbenstange ist normalerweise eine bestimmte Kraft aufzubringen. Soll diese Kraft erhöht werden, wird in der Regel die Kolbenoberfläche vergrößert. Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf den Platzbedarf und die Ausbildung der Druckleitung aus usw.

Bekannt sind auch Stufenkolben oder Mehrkolben-Zylinder, bei denen in einem Zylindergehäuse mehrere Kolben angeordnet und miteinander verbunden sind, wobei diese Kolben jeweils Arbeitskammern voneinander abtrennen. Dabei weist jede dieser Arbeitskammern eine Verbindung zu einem Druckmittelspeicher auf, so daß zu diesen Kammern eine Vielzahl von Leitungen führt, die sich oft als Fehlerquelle und sehr störend auswirken. Außerdem ist das Füllvolumen größer und somit auch der Energieaufwand.

Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, einen adaptierbaren Mehrkammerzylinder zu schaffen, bei dem möglichst viel Kraft für beide Hubrichtungen auf eine Kolbenstange aufgebracht werden kann, bei einem Minimum an Zuleitungen für das Druckmedium. Ferner wird die benötigte Energiemenge für das Fahren der Kolbenstange so klein wie möglich gehalten.

Das soll heißen, daß zum Fahren der Kolbenstange für eine Richtung sämtliche Kolben mit Druck aus einem einzigen Druckmitteleinlaß für eine Richtung beaufschlagt werden.

Es ist nur ein Druckmitteleinlaß und ein Gegendruckmitteleinlaß vorgesehen, so daß zwei Druckmittelleitungen genügen. Dies ist ein großer Vorteil der Erfindung.

Wichtig ist, daß die separaten Druckkammern im Zylinder selbst verbunden sind, so werden außen keine einzelnen Leitungen benötigt.

In der hervorgehobenen Ausführung des Zylinders erfolgt die Verbindung der Druckkammern untereinander einerseits über die ineinandergeschraubten Kolben, wobei jeder Kolbenaußengewindebolzen in einer Aufnahmepassung Umfang dichtend in einem Kolbeninnengewindebolzen sitzt, während er sich stirnseitig gegen einen nachfolgenden Kolben ab stützt. Die in den Kolben sitzenden Querbohrungen sind in jedem Fall der in den Kolbenböden befindlichen Ausnehmung zugeordnet, welche das Druckmittel in die Druckkammer leitet. Durch die vorzugsweise im Zentrum gebohrten Kolben hindurch zu den nächsten Querbohrungen in die nächste Ausnehmung im Kolbenboden gelangt das Druckmittel in die nächste Druckkammer. Die ineinanderverschraubten Kolben bilden zusammen mit den Kolbenstangen ein einheitliches Arbeitselement, welches in beide Hubrichtungen bewegt wird.

Die Gegendruckkammern stehen mit diesem Druckmitteleinlaß nicht in Verbindung, da der Kolben am Umfang abdichtend dem Kolben anderenseits der Ausnehmung anliegt. Bevorzugt soll die Ausnehmung aus einem Ringabsatz bestehen, welcher gerade so tief ist, daß die in den Kolben sitzenden Querbohrungen das Druckmittel frei leiten.

Die Verbindung der Gegendruckkammern erfolgt anderenseits über die in den Zylinderrohren am Umfang angebrachten Bohrungen, welche das Druckmittel in den von dem Hüllrohr umgebenden Hohlraum leiten, und durch die im nächsten Zylinderrohr am Umfang angebrachten Bohrungen in die nächste Gegendruckkammer leiten. Der Hohlraum zwischen Hüllrohr und Zylinderrohr wird durch im Zylinderboden befindliche Bohrungen druckbeaufschlagt.

Das Druckmittel aus den Druckkammern bzw. den Gegendruckkammern entweicht, bevorzugt über den jeweiligen Druckmitteleinlaß.

Die Innenenden des Hüllrohres werden vorzugsweise mit einem elastischen Dichtring versehen, der vor den an beiden Enden sitzenden Gewinden die zu der Aufnahme des Zylinderkopfes und des Zylinderbodens dienen sitzt. Das Hüllrohr ist zugleich Zugrohr und zieht den Zylinderkopf mit den Zylinderrohren, den zwischen den Zylinderrohren eingebrachten Kolbenböden, der zwischen dem Zylinderrohr und Zylinderkopf angebrachten Verdrehsicherungsscheibe und den Zylinderboden zusammen, so daß diese Elemente verbunden sind.

Es ist ohne weiteres möglich beliebig viele Kammern aneinanderzubauen, es muß lediglich die Länge des Zugrohres verändert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Zylinders mit adaptiven Druckkammern zum Erzeugen großer Kräfte in Gebrauchslage.

Dieser zeigt den Querschnitt durch den Zylinder mit dem Zylinderkopf (1), in welchem die Führungs- und Dichtungsbuchse (2) gelagert und die Kolbenstange (3) geführt ist. Montagegemäß wird nun der Kolben (4a) für die erste Druckkammerstufe (5a) mit der Kolbenstange (3) verschraubt, danach wird das Druckkammerrohr (6a) aufgesetzt, in welches zum Schließen der Druckkammer der Druckkammerboden (7a) eingesetzt wird. Danach wird der Kolben (4b) durch den Druckkammerboden (7a) hindurch mit dem Kolben (4a) verbunden, das Druckkammerrohr (6b) wird für die zweite Druckkammerstufe (5b) aufgesetzt, danach wird der Druckkammerboden (7b) zum Schließen der zweiten Druckkammerstufe (5b) eingesetzt. Diese Reihenfolge setzt sich beliebig oft fort bis zum letzten Kolben (4e). Am Zapfen des Kolben (4e) wird eine Verdrehsicherung (13) mit Schraube (14) befestigt, welche auch als zweite nach außen geführte Kolbenstange (15) dienen kann. Zum Schließen der letzten Druckkammer (5e) wird zwischen dem Druckkammerrohr (6e) und dem Zylinderboden (18) die Verdrehsicherungsscheibe (19) montiert. Zur axialen festen Verbindung des Zylinderkopfes (1) mit dem Druckkammerrohr (6a) und dem Druckkammerrohr (6b), dem Druckkammerboden (7a) und dem Druckkammerboden (7b), der Verdrehsicherungsscheibe (19) sowie dem Zylinderboden (18) dient das System schützende und zugleich als Zuleitung des Druckmediums für die Hubrichtung "B" dienende Zugrohr (20), welches mit Zylinderkopf (1) und Zylinderboden (18) verschraubt wird. Zum Befestigen des Zylinders befinden sich am Zylinderkopf (1) bzw. am Zylinderboden (18) die Verbindungsflansche (21) bzw. (22). Durch Anschließen eines Druckmediums am Anschlußgewinde (23) bewegt sich die Kolbenstange in Richtung "A", durch Anschluß an das Gewinde (24) bewegt sich die Kolbenstange in Richtung "B".

Claims

1. Mehrkammer-Zylinder aus mehreren Zylinderinnengehäusen, die einerseits die Druckkammern ausbilden, und andererseits die Gegendruckkammern, in denen jeweils ein Kolben sitzt der auch als Kolbenstange od. dgl. Arbeitseinrichtung ausgebildet ist und einem Zylinderaußengehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß alle Druckkammern (5) mit einem gemeinsamen Druckmitteleinlaß (23) und alle Gegendruckkammern (25) mit einem gemeinsamen Gegendruckmitteleinlaß (24) verbunden sind.

2. Mehrkammer-Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckkammern (25) untereinander in Verbindung stehen und die Druckkammern (5) untereinander in Verbindung stehen.

3. Mehrkammer-Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (4) miteinander über den im Zentrum angebrachten Druckmittelkanal (26) in Verbindung stehen, durch den auch die Verbindung der Druckkammern erfolgt.

4. Mehrkammer-Zylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kolben (4) einerseits in einer Aufnahmenpassung (27) fluchtend ab gedichtet sitzt, andererseits sich stirnseitig gegen einen nachfolgenden Kolben abstützt.

5. Mehrkammer-Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (28) des Kolbenbodens (7) im Bereich der Gegendruckkammer (25) eingeformt ist und über zumindest 2 Kanäle (29) die Gegendruckkammer (25) mit dem im Kolben (4) befindlichen zentrischen Druckmittelkanal (26) verbindet.

6. Mehrkammer-Zylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammern (5) durch die am Umfang des Zylinderrohres sitzenden Kanäle (30) durch den zwischen Zugrohr und Zylinderrohr vorhandenen Hohlraum (31) verbunden sind.

7. Mehrkammer-Zylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderboden (18) mit den Zylinderinnengehäusen (6), den Kolbenböden (7), der Verdrehsicherungsscheibe (19) und dem Zylinderkopf (1) durch ein Zugrohr (20) miteinander verbunden ist.

8. Mehrkammer-Zylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse aus einem Rohr (20) besteht, daß die einzelnen durch Kolbenböden (7) getrennten Zylinderinnengehäuse (6) verbindet und Druckmittelkanal ist, wobei der erste Kammerabschnitt (5a) von einem Zylinderkopf (1) und der letzte Kammerabschnitt (25a) von einem Zylinderboden (18) abgedeckt ist.

9. Mehrkammer-Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Druckmitteleinlaß (23) und der Gegendruckmitteleinlaß (24) im Zylinderboden (18) befindet und eine Kolbenstange (15) im Zylinderboden (18) geführt ist.