DE7315199U

DE7315199U - Druckluftzylinder

Info

Publication number: DE7315199U
Application number: DE7315199U
Authority: DE
Original assignee: Norris Brothers Ltd
Current assignee: Norris Brothers Ltd
Priority date: 1972-04-17
Publication date: 1973-12-20

Description

Der erfindungsgemäße Druckluftzylinder ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

(a) ein gezogener Aluminiumzylinder, dessen Innenoberfläche eloxiert ist und dessen Enden geschlossen sind;

(b) eine stählerne Kolbenstange, die sich duroh ein Zylinderende erstreckt und deren Oberfläche geschliffen und poliert ist bis zu einer Güte von 38/U ;

(c) ein Soheibenkolben;

(d) der Scheibenkolben trägt Stulpendichtungen, die von einem Distanzring aus Kunststoff im Abstand voneinander gehalten sind und die aus einem Elastomer hergestellt sind, der mit einem festen Schmiermittel gefüllt ist}

(e) das Zylinderende, duroh das sloh die Kolbenstange erstreckt, ist mittels eines eingeschraubten Kopfes verschlossen und mit einer Kopfdiohtung aus einem Elastomer versehen, das mit einem festen Schmiermittel gefüllt 1st und weist ferner ein KoI-

731519920.1Z73

Büro Berlin

Fernsprechen 6886037/0862302 Drahtwort! Invention Berlin

Bankkonte Berlln-Hale

Poitioheokkontot W. Mtiiun·!·, Berlin Wait 189 89

benstangenlagor auf, dae aus gefüllten Polytetra-

fluoräthylen-Lagerwerkstoff hergestellt ist} (x) die Kopfdiohtung und dae Kolbenstangenlager Bind in einer Hülse vereinigt, die in dem Kopf leicht

austauschbar eingepaßt ist und (g) der Kolben ist ein geteilter Soheibenkolben.

Der elastomere Werkstoff, der mit einem festen Schmiermittel gefüllt ist, ist natürlicher oder künstlicher Gummi, der mit Molybdändisulfid gefüllt ist·

Der Distanzring kann aus Kunststoff bestehen, beispielsweise aus einem Aoetal-Kunstharz oder aus Polyhexamethylenadipinsäureanid. Sin weiteres geeignetes Material für den Distanzring ist Polyaoetalen oder mit Molybdändisulfid gefülltes Polyhexamethylenadipinsäureamld·

Sin geeignetes Material für das Lager der Kolbenstange 1st ein gefüllter Polytetrafluoräthylenwerkstoff·

Die radial nach außen gerichtete Kraft, die von den Stulpendichtungen auf die eloxierte Innenwand des Zylinders ausgeübt wird« ist bei der Konstruktion so bemessen, daß sichergestellt ist, daß extrem hohe Temperaturen während der Kolbenbewegung nicht erzeugt werden. Ss wurde festgestellt, daß das Schmiermittel, mit dem der Werkstoff der Dichtungen gefüllt wurde, nämlich Molybdändisulfid, allmählich die eloxierte Innenwand den Zylinders überzieht· Man hat nach etwa einer halben Million Kolbenhüben festgestellt, daß die Innenwand spiegelglatt poliert war.

Ss wurde ferner gefunden, daß die beaten Ergebnisse durch leichtes Schmieren oder Überziehen der Zylinderinnenwand erreicht werden, erstens, um- das Zusammensetzen der Vorrichtung zu erleichtern und zweitens, um das "Binfahren* zu unterstützen· Sin erfindungsgemäß ausgebildeter Druekluftzylinder kann jedoch, wie Versuche ergebest haben, mindestens 1 Million aal betätigt werden, ohne eine vorherige oder laufende Sohaierung zu erhalten·

731519320.12.73

Dadurch kann eine ölschmierung völlig entfallen, die z.B. In der Nahrungsmittelindustrie oder In Operationsräumen nicht erwünscht 1st· Der Kolben trägt korapreeeible Puffer, die In Kontakt mit den Zylinderenden kommen. Die Puffer können aus einem ELaetomer hergestellt sein*

Der Reibungskoeffizient von Gummi auf Aluminium 1st z.B. nicht 00 gut wie der von Gummi auf eloxiertet* Aluminium | das Eloxieren des Aluminiums schafft eine harte Oberflächenschicht· Wie bekannt 1st, wird das Eloxieren von Aluminium entweder in einer Chromsäure- oder Sohwefelsäurelösung durchgeführt· Bei federn dieser Verfahren kann die Härte und Porosität des Überzugs durch die Konzentration der Lösung, die Temperatur und die Stromdichte gesteuert werden.

Sin Ausführu&gsbeiepiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt des DruckluftZylinders.

Der Druokluftzyllnder besteht aus einem geraden Zylinderkörper 1, der an einem Ende mittels einer Endkappe 2 verschlossen ist· Me Bndkappe ist mittels Schraubverbindung 3 mit dem Zylinderende verbunden. Mn Mohtring 4 zwischen der Endkappe und dem Zylinderkörper sorgt für eine gasdichte Abdichtung·

Das andere Ende des Zylinders 1 ist mittels eines Kopfes abgeschlossen, der allgemein mit dem Bezugszeiehen 5 vorsehen ist und der mit einer Schraubverbindung 6 mit dem Zylinderende verbunden ist« Des Kopi 3 weist einen EaIs f und eine Ringnut 8 sowie einen neben Sem HsJLs angeordneten frei drehbaren Ring auf, der die Riägnut bedeckt, ferner Dichtungen 10 und 11, die zwisohen dem Ring 9 und dem Hals 7 and zwischen dem Ring 9 und dem ZylinÄerende angeordnet sind, um für die erforderliehe gae&iohte Abdichtung au sorgen, wenn der Kopf $ la das Zylinderende eingeschraubt wird» Der Sing 9 weist oinV&ewinde versehenes Durohgangslooh 12 auf, in dem das Sewindeende eine« Druckluft- oder Druokgaalcitung oder -rohres eingeeohraubt werden kann» Das Durohiangslooh 12 steht

4 -

781119920.1273

in Verbindung mit der Ringnut 8.

Der Kopf ist axial so durchbohrt, daß ein Durchgangsloch 13 und eine Schulter 14 gebildet sind. Ferner ist ein radiales Durohgangslooh 15 vorgesehen, das die Ringnut 8 und das Durchgangsloch. 13 miteinander verbindet.

Durch das Durchgangsloch 13 erstreckt sioh eine Kolbenstange 16, deren sich in den Zylinder erstreckender Seil mit einem Kolben 17 verbunden ist, bei dem es sich um einen Scheibenkolben handelt. An dem Ende, wo der Kolben sitzt, ist die Kolbenstange im Durohmesser abgesetzt und bildet eine Schulter 18. Das abgesetzte Ende trägt ein Gewinde 19· Auf der Kolbenstange 16 ist ein ringförmiger Puffer 20 angeordnet, ferner ist über das abgesetzte Ende der Kolbenstange eine ringförmige Scheibe 21 geschoben, die an der Schulter 18 anliegt· Weiterhin ist auf dem Gewindeteil des abgesetzten Kolbenstangenendes ein becherförmiges Seil 22, das ein Gewindesaoklooh und einen radialen Flansoh 23 aufweist, aufgeschraubt. Zwei Stulpendichtungen 24 sind Rücken an Rücken mit einem Distanzring 25 dazwischen so auf dem Seil 22 angeordnet, daß eine von den Dichtungen in Kontakt mit dem Flansoh 23 und die andere mit der Scheibe 21 steht· Als Folge dessen, daß das Seil 22 in Kontakt mit der Scheibe 21 ist, die dadurch an die Schulter 18 angelegt wird, sind die Dichtungen 24 und der Distanzring 25 in kontrollierbarer Weise zwischen der Scheibe 21 und dem Flansoh 23 eingespannt, d.h. das Naß der Singangekraft kann so vorbestimmt werden, daß keine Zerstörung des Diohtungswerkstoffes eintritt. Ein weiterer ringförmiger Puffer 26 ist auf dem Seil 22 angeordnet und liegt an der Stirnseite des radialen Flansches 23 en.

In den Soil doe Durohgangsloohee 13, der den größeren Durchmesser hat, let ein· Hill β e 27 eingepaßt und ohne Spiel für eine Axialbewegung mittels eines federnden Sicherungsringes 28 gehalten, der in oiner Umfangsnut am Kopfende sitzt (s. Zeichnung).

ι ■ . · · · I ι I I I · I

Bitte HtUUt 27 weist ein Eoltoenstangenlagcr 29» eine Kopf dichtung 30 sowie eine Abstrelfdichtung 31 auf· Bine O-Ring-Blohtung 32 ist in eine Onfangsnut eingepaßt und sorgt für oin<s> gasdichte Abdichtung zwischen der Hülse 27 und dem Kopf 5·

Die Kopfdichtung 30 und die Abstrelfdichtung 31 sind beide Lippendichtungen von dem Typ der allgemein als U-Dlohtungen beseichnet wird·

BIe Dichtungen 24t 30 und 31 sind aus einem Elastomer hergestellt, der mit einem festen Schmiermittel gefüllt oder imprägniert ist, wobei bevorzugtes Schmiermittel Molybdandisulfid 1st· Buroh das Hinzufügen des Schmiermittels kann die Shore-Härte des Elastomers erhöht werden. Dadurch ergeben sich keine Betriebseohwierigkeiten.

Die Puffer 20, 26 sind vorzugsweise aus Gummi· Sie sorgen für eine Abfederung zwisohen dem Kolben 17 und der Endkappe 2 bzw. dem Kopf 5.

Die Endkappe 2 ist mit einem mit Gewinde versehenen Durohgangs-Iooh 33 versehen, an das ein Druckluft- oder Druokgasrohr eineohließbar ist· Einige der wichtigsten Besonderheiten des Druckzylinders sind im folgenden angegeben!

(1) Der drehbare Ring 9 gestattet einen Anschluß einer Druckluft- oder Druckgasleitung an den Kopf 5 unter dem geeigneten Winkel, weil durch die Drehung des Ringes das Durchgangsloch 12 in die günstigste Lage zu einer benachbarten Einrichtung ο«dgl· gebracht werden kann.

(2) Der Soheibenkolben erlaubt die Anordnung der Stulpendiohtungen 24· Wie bereits erwähnt, ist die Härte des gefüllten elastomeren Materials ziemlich hoch. Wenn ea nun erforderlich wäre, derartige Dichtungen auf einem einstückig©η Kolben in ihren Sitz zu bringen, so bestände die Gefahr, daß das dabei einer Dehnung

731519920.1Z73

;♦·

unterworfene Material seine ursprüngliche IOsm nioht wieder anniaiDt und dies würde wahrscheinlich zu einem Defekt dt· Druckzylinder· führen, und »war infolg· der während dtr Kolbeneewegung au* ihrtm Site gedrehten Diohtung(en). Bit ftulpondiohtungon 24 werden überhaupt nioht oder nur geringfügig gedehnt» wenn sie auf den Seil 22 angeordnet werden, eo deJ sie ihre Aufgabe ■tote einwandfrei erfüllen.

(3) Dae kontrollierbare Einspannen der Dichtungen 24 und de· Diitanering·· 25 daewieohen ist von wesentlicher Bedeutung. Bi ist au erkennen, daß, wenn die Scheibe 1 und da· Teil 22 nioht in Kontakt miteinander kftnen_f die Möglichkeit einer übermäßigen festen Elnepannung der Dichtungen gegeben wäre, was au einem aerstöreriaohen Wert der Einspann- und Seherkräfte führen würde. Bei der dargestellten Anordnung wirkt der Kontakt zwischen der Scheibe 21 und den XeIl al· Begrenzung, eo daß der toad der Binspannung auf einen optimalen Wert begrenzt wird.

(4) Me Puffer 20, 26 bewirken eine zufriedenstellende Dämpfung bei kleinen Druoklufteylindern (z.B. mit einer Zylinderbohrung von 12,$ bis 38,0 mm). Bine Luftdämpfung ist für kleine Zylinder i.a. nicht erforderlich, well die bewegten Hassen nicht sehr groß sind und es wäre auch schwierig und teuer, eine luftdämpfung in kleinen Zylindern unterzubringen.

(5) Me Hülee 27, die einfach und ohne spezielle Werkzeuge aus dem Kopf 5 herausnehmbar ist, indem der Sicherungsring 28 entfernt und die Hülse herausgezogen wird, gestattet

a) eine einfache Inspektion des Lagers 29 auf den Abnutzungsgrad, der gegebenenfalls Anlaß zum Austausch dee Lagers gibtι

b) Austauschbarkeit verschiedener Hülsen aus einer ganzen Reihe von Hülsen, um verschiedenen Erfordernissen zu entsprechen, z.B. wenn bekannt ist, daß der ttruok-

- 7 731519920.1Z73

• Ill I Il tllltl'l

t I < < I · I

t I I I I · t

(·· I III I > ·

tt ft *« · t·

luftiylinder unter THnitttnden verwendet werden •oll, bei denen Seitenkraft« auf die Keltoenetange einwirken_f dann kann eine Httlie mit einem langen Lager gegen eine eoloh« mit kuraem Lager auegetauaoht werdenι

(ο) den Breata einer beeohädigten eder abgenutzten Abetrelf- eder Kopfdiohtungj

(d) daa Auataueenen von Abitreif- oder Kopfdiohtungen für hohe Senferaturen gegen «olohe für niedrige Senperaturen und ungekenrti

(β) leiohttr ^riatz vom abgenutzten Lagern duaroh Auetaue oh der benutzten Hülse gegen eine neue}

(f) die Durchführung aller eben angegebenen Punkte ohne das Brfordernie, den Druckzylinder au· der Anordnung, in die er eingefügt 1st, hea?auaziuiehnen.

731519920.1Z73

Claims

PATENTANWALTS

DIPL. INQ. WALTBR MBIStNBR DIPL. INQ. HBRBBRT TlSOHER

DIPL. INQ. PBTBR B. MBISSNBR MONOHBN

DIPL. INQ. H.-JOAOHIM PRB8TINQ
■ ■RUN

1 BBRUN 88 (QRUHBWALD). da.) 51.8.1973

KBRBBRT8TRA88B 88

1» Druckluftzylinder, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale

a) ein gesogener Aluminiumzylinder (1), dessen Innenoberfläche eloxiert 1st und dessen Enden geschlossen sind?

b) eine stählern· Kolbenstange (16), die sich durch ein Zylinderende erstreckt und deren Oberfläche geschliffen und poliert ist bis zu einer Güte von 38/U ;

o) ein Soheibenkolben (17);

d) der Soheibenkolben (17) trägt Stulpendichtungen (24)» die von einem Distanzring (25) aus Kunststoff im Abstand voneinander gehalten sind und die aus einem Elastomer hergestellt sind, deri mit einem festen Schmiermittel gefüllt ist;

e) das Zylinderender durch das sieh die Kolbenstange (16) erstreckt, ist mittels eines eingeschraubten Kopfes (5) verschlossen und mit einer Kopfdichtung (52) aus einem Elastometer versehen, ν ;y das mit einem festen Schmiermittel gefüllt ist und weist ferner ein KolbenstangÄager (29) auf, das aus gefülltem Polytetrafluoräthylen-Lager-Werkstoff hergestellt ist;

f) die Kopfdichtung (30) und das Kolbenstangenlager sind in einer Hülse (27) vereinigt, die in den Kopf (5)ri3eeiehi/austauschbar eingepaßt ist und

/οίο lyy20.^73

Büro Berlin

Fernsprecher: 8856037/8862382 Bankkonto W. MelmftttfertlnerBankAäDepka 36 Postscheckkonto:

Drahtwort: Invention Berlin Berlln-Hal/nAe, kJftarjtM^yira,f9ht?n¥. SB 716 W. Meissner, Berlin West 122

Mil IMI

g) der Kolben (17) let ein geteilter Soheibenkolben·

2« Druokluftzylinder nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß in der Hülse (27) eine Abetreifdiohtung Rücken an Rükken mit der Kopfdichtung angeordnet ist, wobei die Kehle der Kopfdiohtung zum Kolben (17) hin feriohtet 1st·

3. Druckluftzylinder nach Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß das Kolbenstangenlager (29) aus einer Mischung von Pelyfluoäthylen und Glimmer besteht·

4« Druokluftzy linder naoh den vorangehenden Ansprüchen, daduroh gekennzeichnet, daß die Hülse (27) in eine Ausnehmung im Kopf (5) eingepaßt und mittels eines Sicherungsringes (28), der in einer Ringnut des Kopfes (5) sitzt, dort gehalten ist.

5. Druokluftzylinder naoh den vorangehenden Ansprüchen, daduroh gekennzeichnet, daß auf beiden Selten des Kolbens (17) Puffer (20, 26) angeordnet sind, die eine Dämpfung zwischen dem hin- und hergehenden Kolben und der Endkappe (2) bzw. dem Kopf (5) bilden.

6. Druekluftzylinder naoh den vorangehenden Ansprüchen, daduroh gekennzeichnet, daß der Kolben (17) aus einer ringförmigen Scheibe (21) und einem becherförmigen Seil (22), der einen radialen Plansoh (25) und ein Gewindesaokloeh aufweist, in das das im Durohmesser abgesteckte und mit Gewinde (19) versehene Ende der Kolbenstange (16) eingeschraubt ist, so daß die Anordnung so ist, daß sieh das Kolbenstangenende durch die Scheibe (21) in das Gewindesaoklooh erstreckt und das die Stülpendiehtungen (24) und der dazwischen befindliche Distanzring (25) in kontrollierbarer Weise eingespannt sind, wobei das Seil (22) in Kontakt mit der Seheibe (21) ist und diese gegen eine Schulter (18) der Kolbenstange andrückt.

Oipl.-Ing. H. J. Prestln"

Patentanwalt

731519920.1Z73