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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung bei einem einfachwirkenden
Hydraulikzylinder, der für
die Verwendung bei einem Gabelstapler geeignet ist.
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In
der Vergangenheit wurde ein einfachwirkender Hydraulikzylinder für einen
Gabelstapler dazu benutzt, ausgefahren zu werden, wie z. B. in 2 gezeigt
ist, wenn Flüssigkeitsdruck
P von außen
einer Flüssigkeitskammer
R zugeführt
wird, die eine Kammer auf der Stangenkörpergegenseite ist, die von
einem Kolben 2 getrennt ist, der gleitbar in einen Zylinderkörper 1 eingeführt ist.
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Ferner
wird der Hydraulikzylinder im Betrieb zusammengezogen, wenn ein
Vorrat an Flüssigkeitsdruck
P zu der Flüssigkammer
R abgegeben wird, während
ein Stangenkörper 3,
dessen proximales Ende mit dem Kolben 2 verbunden ist,
infolge seines eigenen Gewichtes oder einer Last in den Zylinderkörper 1 gelangt,
wobei die Last auf das extreme Ende ausgeübt wird, um die Flüssigkeitskammer
R durch den Kolben 2 zusammenzuziehen.
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Derzeit
steht die stangenkörperseitige
Kammer, die hier durch den Kolben 2 in dem Zylinderkörper 1 abgeteilt
ist und eine Luftkammer A ist, in vielen Fällen mit der Atmosphäre außerhalb
des Zylinderkörpers 1 durch
ein Verbindungsloch 1a in Verbindung, welches in dem Zylinderkörper 1 gebohrt
ist.
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Auf
der anderen Seite erstreckt sich der Stangenkörper 3, der sich in
den Zylinderkörper 1 und
aus diesem heraus bewegt, durch einen axialen Teil eines Kopfteils 4,
das ein offenes Ende des Zylinderkörpers 1 bildet. Derzeit
ist ein Lager 5, welches den Außenumfang des Stangenkörpers 3 zu
einem Gleitkontakt mit diesem veranlaßt, in dem Innenumfang innerhalb
des Zylinderkörpers 1 in
dem Kopfteil 4 angeordnet, und eine Staubdichtung 6,
um den Außenumfang
des Stangenkörpers 3 in
Gleitkontakt mit diesem zu veranlassen, ist in dem Innenumfang eines
offenen Endes in dem Kopfteil 4 angeordnet.
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In
dem Hydraulikzylinder, wenn er z. B. für einen Gabelstapler benutzt
wird, kann deshalb eine mit einer Last beladene Gabel durch Ausfahren
des Zylinders hoch bewegt werden, und die mit Last beladene Gabel
kann durch seine Kontraktionstätigkeit
heruntergefahren werden. Wenn derzeit der Stangenkörper 3 in
dem Zylinderkörper 1 hinein-
oder aus diesem heraus bewegt wird, macht das Lager 5 die Gleitfähigkeit
des Stangenkörpers 3 bezüglich des Kopfteiles 4 wett,
während
die Staubdichtung 6 sogenannten Staub, der an dem äußeren Umfang
des Stangenkörpers 3 anhaftet,
herauswischt, so daß kein
Staub in den Zylinderkörper 1 hineingezogen wird.
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Der
in 2 gezeigte herkömmliche Hydraulikzylinder läßt jedoch
befürchten,
daß wenn
der Stangenkörper 3 in
den Zylinderkörper 1 hinein-
oder heraus bewegt wird, eine sogenannte Wärmeerzeugung auftritt, und
Rost, eine Verfärbung
und Riefen wegen der Wärmeerzeugung
erscheinen auf dem äußeren Umfang
des Stangenkörpers 3.
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Da
bei dem oben beschriebenen Hydraulikzylinder die von dem Kolben 3 in
dem Zylinderkörper 1 geteilte
stangenkörperseitige
Kammer die Luftkammer A aufweist, ergibt sich zwischen dem inneren Umfang
des Lagers 5 und dem Außenumfang des Stangenkörpers 3 ein
sogenannter Trockenlauf mit der Neigung einer schlechten Schmierung
im Vergleich zu dem Falle eines sogenannten feuchten Laufs, bei
dem eine ölige
Gleitbeschichtung gebildet wird.
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Wenn
deshalb eine Gleitbewegung zwischen dem Stangenkörper 3 und dem Lager
häufig
wiederholt wird, insbesondere wenn eine Gleitbewegung derart, daß der Stangenkörper 3 gegen
das Lager 5 gedrückt
wird, wiederholt wird, neigt ein Wärmeerzeugungsphänomen dazu,
zwischen dem inneren Umfang des Lagers 5 und dem Außenumfang
des Stangenkörpers 3 aufzutreten.
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Wenn
es dann die Erscheinung der Wärmeerzeugung
gibt, wird eine Verschlechterung bzw. Beschädigung des äußeren Umfanges des Stangenkörpers 3 infolge
der Wärmeerzeugung
verursacht, und Rost oder eine Verfärbung des äußeren Umfanges des Stangenkörpers 3 infolge
der Beschädigung tritt
auf.
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Zu
dieser Zeit wird auch der Abrieb im Lager 5 beschleunigt
und beeinträchtigt
die Funktion des Lagers, und Riefen erscheinen auf dem Außenumfang
des Stangenkörpers 3 mit
der Folge einer Beschädigung
der Staubdichtung 6.
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Infolge
dessen setzt das Auftreten von Rost oder die Bildung von Kratzern
in dem Außenumfang des
Stangenkörpers 3 ferner
die sogenannte Gleitfähigkeit
des Stangenkörpers 3 bezüglich des
Zylinderkörpers 1 herab
und macht es unmöglich,
den gewünschten
dauernden Betrieb des Hydraulikzylinders zu erwarten.
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2 offenbart
die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruches 1.
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JP-A-2000-230503
beschreibt einen doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, bei welchem
unter Druck stehendes Öl
beiden durch den Kolben getrennten Kammern zugeführt wird.
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JP-A-09-189303
beschreibt eine Flüssigkeitssaugabführvorrichtung
für die
Zufuhr einer flüssigen
Probe, einer Pulverlösung
und dergleichen zu einer biowissenschaftlichen (biochemischen) oder Immuntestanalysevorrichtung
oder einem Trenn-/Analysemittel, wie z. B. einer Kolonne oder dergleichen.
Ein Kolben hat zwei Dichtungen, und ein schmierendes Klebematerial
ist in einem Freiraum zwischen den Dichtungen angeordnet.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen
Umstände
gemacht und zielt darauf ab, einen einfachwirkenden Hydraulikzylinder
vorzusehen, der betrieblich eingesetzt wird, um durch eine Zufuhr
und ein Abführen
von Flüssigkeitsdruck
zu der sogenannten Bodenseite oder von dieser herausgefahren und
zusammengezogen zu werden, wobei der Hydraulikzylinder arbeiten
kann, ohne Abrieb eines Lagers und Beschädigung einer Staubdichtung
hervorzurufen, was durch Rost oder Riefen im Außenumfang eines Stangenkörpers verursacht wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein einfachwirkender Hydraulikzylinder vorgesehen
mit:
einem Zylinderkörper;
einem
gleitbar im Zylinderkörper
aufgenommenen Kolben, um eine Luftkammer auf der Stangenkörperseite
von einer Flüssigkeitskammer
auf der Stangenkörpergegenseite
zu partitionieren;
einem Stangenkörper, der ein mit dem Kolben
verbundenes Ende hat; und
einem Kopfteil an einem Ende der
Luftkammer auf der Stangenkörperseite
gegenüber
dem Kolben, wobei das Kopfteil an seinem Innenumfang ein Lager neben
der Luftkammer auf der Stangenkörperseite und
in Gleitkontakt mit dem Außenumfang
des Stangenkörpers
sowie eine Staubdichtung entfernt von der Luftkammer auf der Stangenkörperseite
und in Gleitkontakt mit dem Außenumfang
des Stangenkörpers
hat;
wobei der Hydraulikzylinder im Betrieb ausgefahren werden
kann, wenn unter Druck stehende Flüssigkeit von außen der
Flüssigkeitskammer
auf der Stangenkörpergegenseite
zugeführt
wird, und im Betrieb zusammengezogen werden kann, wenn die unter Druck
stehenden Flüssigkeit
aus der Flüssigkeitskammer
auf der Stangenkörpergegenseite
abgegeben wird;
dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil ferner Schmierungsmittel
in Gleitkontakt mit dem äußeren Umfang
des Stangenkörpers
zwischen dem Lager und der Staubdichtung sowie eine Öldichtung
in Gleitkontakt mit dem Außenumfang
des Stangenkörpers
zwischen dem Schmierungsmittel und der Staubdichtung hat.
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Das
Schmierungsmittel kann ein Schmiermaterial aufweisen, wie z. B.
Fett, welches in einer in dem Innenumfang des Kopfteils gebildeten
Umfangsnute gespeichert ist, oder ein mit einem Schiermittel imprägniertes
Material, welches in einer Umfangsnute aufgenommen ist.
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Die
Luftkammer auf der Stangenkörperseite kann
mit der Atmosphäre
außerhalb
des Zylinderkörpers
durch ein Verbindungsloch verbunden sein, welches in den Zylinderkörper gebohrt
ist, oder kann abgedichtet sein, um wie eine Luftfeder zu funktionieren.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine teilweise abgeschnittene Querschnittsansicht eines Hydraulikzylinders
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine teilweise abgeschnittene Querschnittsansicht eines herkömmlichen
hydraulischen Zylinders.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
folgenden wird die vorliegende Erfindung auf der Basis einer in
den Zeichnungen gezeigten Ausführungsform
beschrieben. Gemäß Darstellung in 1 ist
der Hydraulikzylinder gemäß der vorliegenden
Erfindung auch grundsätzlich ähnlich dem sogenannten
herkömmlichen
Hydraulikzylinder aufgebaut, der als einfachwirkender Hydraulikzylinder eingesetzt
wird, der im Betrieb durch eine Zufuhr und Abfluß von unter Druck P stehender
Flüssigkeit
aus der sogenannten Bodenseite ausgefahren und zusammengezogen werden
kann.
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Deshalb
werden in der folgenden Beschreibung bezüglich des Aufbaues der ähnlich dem
in 2 gezeigten Bekannten ist, Teile des Aufbaues
in der Figur mit den selben Bezugszahlen bezeichnet mit der Ausnahme
je nach notwendigen Teilen, deren Einzelheiten weggelassen sind.
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Das
heißt,
bei dem Hydraulikzylinder gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Lager 5 in dem Innenumfang innerhalb
eines Zylinderkörpers 1 in
einem Kopfteil 4 vorgesehen, und eine Staubdichtung 6 ist
in dem Innenumfang eines offenen Endes in dem Kopfteil 4 vorgesehen.
Ein Schmierungsmittel 7 und eine Öldichtung 8 sind in
Reihe zwischen dem Lager 5 und der Staubdichtung 6 vorgesehen,
d. h. in Reihe in einer axialen Richtung eines Stangenkörpers 3.
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Zu
dieser Zeit ist in dem Innenumfang des Kopfteils 4 das
Schmierungsmittel 7 auf der Seite des Lagers 5 angeordnet,
d. h. auf der Seite der Luftkammer A innerhalb des Zylinderkörpers 1,
während
die Öldichtung 8 auf
der Seite der Staubdichtung 6 angeordnet ist, d. h. auf
der Außenseite
des Zylinderkörpers 1,
um die Schmierungswirkung des Schmierungsmittels daran zu hindern,
sozusagen nach außerhalb
des Zylinderkörpers 1 zu
entweichen, und zwar durch die Öldichtung 8.
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Übrigens
speichert bei der Darstellung das Schmierungsmittel 7 z.
B. ein Schmierungsmaterial 7a, wie z. B. Fett, in einer
Innenumfangsnute 4a an einer vorbestimmten Position, welche
in dem Innenumfang des Kopfteils 4 gebildet ist.
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Im übrigen reicht
das Schmierungsmittel 7 infolge dessen aus, um eine Schmierungsbeschichtung
(nicht gezeigt und nicht mit einer Bezugszahl versehen) zwischen
dem inneren Umfang des Lagers 5 und dem äußeren Umfang
des Stangenkörpers 3 zu
bilden. Deshalb kann anstelle des oben beschriebenen Aufbaues ein
geeignetes Imprägniermaterial
in der Innenumfangsnute 4a aufgenommen werden, und ein
geeignetes Schmierungsmaterial, d. h. das Schmierungsmaterial 7a,
wie z. B. Fett, wie oben beschrieben, kann in dem Imprägniermaterial imprägniert sein.
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Da
die Öldichtung 8 eine
sogenannte U-Packung aufweist, wird andererseits in einer inneren Umfangsnute 4b die
Dichtung an einer vorbestimmten Position aufgenommen, welche in
dem Innenumfang des Kopfteils 4 ähnlich der oben beschriebenen inneren
Umfangsnute 4a gebildet ist, deren Innenumfang mit dem
Außenumfang
des Stangenkörpers 3 in Gleitkontakt
kommt.
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Zu
dieser Zeit hat die Öldichtung 8 eine Funktion
derart, daß eine
Schmierungsbeschichtung aus der Innenseite des Zylinderkörpers 1,
die an dem Außenumfang des
Stangenkörpers 3 haftet,
d. h. von der Seite der Schmierungsmittel 7, auf dieser
Seite des Schmierungsmittels 7 gleitet, um zu verhindern, daß die Beschichtung
zu der Außenseite
des Zylinderkörpers 1 hinausfließt, d. h.
zu der Seite der Staubdichtung 6.
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Deshalb
wird der Hydraulikzylinder gemäß der vorliegenden
Erfindung im Betrieb z. B. ausgefahren, wenn er als Gabelstapler
benutzt wird, wenn eine unter Druck P stehenden Flüssigkeit
von außen einer
Flüssigkeitskammer
R zugeführt
wird, welche durch einen Kolben 2 in dem Zylinderkörper 1 getrennt
wird, wobei dann eine mit Last beladene Gabel nach oben bewegt werden
soll.
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Bei
einer ähnlichen
Verwendung für
einen Gabelstapler wird ein Vorrat an unter Druck P stehender Flüssigkeit
zu der Flüssigkeitskammer
R abgegeben, während
der Hydraulikzylinder im Betrieb zusammengezogen wird, wenn der
Stangenkörper 3 infolge
einer Last, z. B. des Eigengewichtes, in den Zylinderkörper 1 hinein
bewegt wird, wobei dann eine mit Last beladene Gabel nach unten
bewegt werden soll.
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Im
Vorstehenden wird die Luftkammer A, die eine stangenkörperseitige
Kammer ist, welche in dem Zylinderkörper 1 abgetrennt
ist, über
ein in dem Zylinderkörper 1 gebohrtes
Verbindungsloch mit der Atmosphäre
außerhalb
des Zylinderkörpers 1 in
Verbindung gebracht, und deshalb wird das oben beschriebene Ausfahren
und Zusammenziehen im Betrieb ohne sogenannten Widerstand realisiert.
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Ferner
kommt zur Zeit des oben beschriebenen Ausfahrens und Zusammenziehens,
d. h. zu der Zeit, wenn der Stangenkörper 3 in den Zylinderkörper 1 und
aus diesem heraus bewegt wird, der Außenumfang des Stangenkörpers 3 in
Gleitkontakt nicht nur mit dem Lager 5 und der Staubdichtung 6,
die in dem inneren Umfang des Kopfteils 4 unter Bildung
eines offenen Endes des Zylinderkörpers 1 angeordnet sind,
sondern auch mit dem Schmierungsmittel 7 und der Öldichtung 8.
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Zu
dieser Zeit sichert das Lager 5 die Gleitfähigkeit
des Stangenkörpers 3 bezüglich des
Zylinderkörpers 1,
während
die Staubdichtung 6 den Eintritt von Staub in den Zylinderkörper 1 verhindert,
der an dem Außenumfang
des Stangenkörpers 3 anhaftet.
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Zur
gleichen Zeit bildet ein Schmierungsmittel 7 eine Schmierungsbeschichtung
zwischen dem inneren Umfang des Lagers 5 und dem äußeren Umfang
des Stangenkörpers 3,
um die Gleitreibung zwischen diesen zu verringern, und die Öldichtung 8 ist in
der Lage zu verhindern, daß das
eine Schmierungsbeschichtung bildende Schmierungsmaterial 7a zur
Außenseite
des Zylinderkörpers 1 entweicht, wodurch
permanent eine Schmierung zwischen dem Lager 5 und dem
Stangenkörper 3 sichergestellt
wird.
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Nach
dem Vorstehenden weist in dem Hydraulikzylinder die stangenkörperseitige
Kammer, welche durch den Kolben 2 in dem Zylinderkörper 1 abgetrennt
ist, die Luftkammer A auf, die mit der Atmosphäre außerhalb des Zylinderkörpers 1 durch das
in dem Zylinderkörper 1 gebohrte
Verbindungsloch 1a in Verbindung gebracht wird, aber statt
dessen kann man, obwohl das nicht gezeigt ist, eine Luftfederkammer
verwenden mit einer Dichtungskonstruktion, bei welcher die Luftkammer
A mit der Atmosphäre
außerhalb
des Zylinderkörpers 1 nicht
in Verbindung steht.
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In
einem Falle, bei welchem die Luftkammer A in der Luftfederkammer
eingesetzt ist, gibt es einen Vorteil in sofern, als wenn der ausgefahrene
Hydraulikzylinder zusammengezogen wird, das Zusammenziehen des Hydraulikzylinders
durch die Federreaktion, die in der Luftfederkammer erzeugt wird,
schnell realisiert wird.
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Ferner
ist nach den vorstehenden Ausführungen
die Öldichtung 8 neben
der Staubdichtung 6 angeordnet, aber man kann auch ein
zweites Schmierungsmittel zusätzlich
zu dem Schmierungsmittel 7 zwischen der Öldichtung 8 und
der Staubdichtung 6 vorsehen. In diesem Falle kann der
Außenumfang
des Stangenkörpers 3,
der in der Öldichtung 8 sozusagen
trocken ist, feucht gehalten werden, was vorteilhaft in sofern ist,
als eine weitere Schmierung sichergestellt ist.
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Entsprechend
der vorstehenden Beschreibung wird es erfindungsgemäß möglich, das
Ausfahren und Zusammenziehen für
das Bewegen des Stangenkörpers
in den Zylinderkörper
hinein und aus diesem heraus durch eine Zufuhr und einen Abfluß von unter
Druck stehende Flüssigkeit
zu der Flüssigkeitskammer
zu bewirken, die auf der Bodenseite in dem Zylinderkörper abgetrennt
ist. Wenn der Hydraulikzylinder z. B. für einen Gabelstapler benutzt
wird, wird es möglich,
die mit Last beladene Gabel anzuheben.
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Dann
werden in einem Falle, bei dem die Luftkammer, die eine stangenkörperseitige
Kammer ist, welche in dem Zylinderkörper abgetrennt ist, mit der
Atmosphäre
außerhalb
des Zylinderkörpers
in Verbindung gebracht wird, die Expansion und Kontraktion ohne
sogenannten Widerstand realisiert, und weiterhin kann in einem Falle,
bei welchem die Luftkammer in der Luftfederkammer mit einem Dichtungsaufbau
eingesetzt ist, die Kontraktion des Hydraulikzylinders, welcher
durch in der Luftfederkammer erzeugte Federkraft ausgefahren ist,
schnell realisiert werden.
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Ferner
kommt bei der oben beschriebenen Ausdehnung und Zusammenziehung,
d. h. wenn der Stangenkörper
in den Zylinderkörper
hinein bewegt und aus diesem heraus bewegt wird, der Außenumfang
des Stangenkörpers
in Gleitkontakt mit dem Lager, welches in dem Innenumfang des Kopfteils
angeordnet ist, wobei ein offenes Ende des Zylinderkörpers gebildet
wird, um die Gleitfähigkeit
des Stangenkörpers
am Zylinderkörper
sicherzustellen; die in dem Innenumfang des Kopfteils angeordnete
Staubdichtung verhindert, daß an
dem Außenumfang
des Stangenkörpers
anhaftender Staub in den Zylinderkörper eintritt; das Schmierungsmittel,
welches zwischen dem Lager und der Staubdichtung angeordnet ist,
bildet eine Schmierungsbeschichtung zwischen dem Innenumfang des
Lagers und dem Außenumfang
des Stangenkörpers,
um die Gleitreibung dazwischen zu erniedrigen; und die Öldichtung,
die in Reihe mit dem Schmierungsmittel und in dem Innenumfang des
Kopfteils angeordnet ist, ermöglicht
es zu verhindern, daß das
Schmierungsmaterial, welches die Schmierungsbeschichtung bildet,
zur Außenseite des
Zylinderkörpers
entweicht, um eine permanente Schmierung zwischen dem Lager und
dem Stangenkörper
sicherzustellen.
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Außerdem genügt bezüglich der
Anordnung des Schmierungsmittels und der Öldichtung eine leichte Änderung
des Aufbaus des Kopfteiles, wobei nicht eine große Maßstabsänderung des Aufbaus erforderlich
ist.
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Infolge
dessen wird erfindungsgemäß ein einfachwirkender
Hydraulikzylinder zur Verfügung gestellt,
der ein Ausfahren und Einfahren dadurch vornehmen kann, daß man eine
Zufuhr und einen Abfluß von
unter Druck stehender Flüssigkeit
aus der sogenannten Bodenseite vorsieht, wodurch nicht Rost oder
Riefen im Außenumfang
des Stangenkörpers
während
des Betriebes hervorgerufen wird oder werden.