DE7826840U1

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Publication number: DE7826840U1
Application number: DE7826840U
Authority: DE
Original assignee: STAENDER HANS-OTTO 4330 MUEHLHEIM
Current assignee: STAENDER HANS-OTTO 4330 MUEHLHEIM
Publication date: 1979-11-29

Description

Katentanwaltuipi.-ing. Ä. Behrendt Postfach VuO22ö 4630 Bochum 1 1? (0234) 43 1395

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Anmelder: Adolf Brocke ' Hans-Otto Staender Rüggenstr. 12 Mulhofskamp 14

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Druckmittelbetätigter Stellzylinder

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Stellzylinder, bestehend aus einem Zylinderteil, einem darin verschiebbaren Kolben sowie einer am Kolben befestigten Kolbenstange, die unter Abdichtung der Durchtrittsstelle mittels einer Abdichtvorrichtung durch mindestens einen der Zylinderdeckel hindurchgeführt ist.

Die nach dem Stande der Technik bekannten Stellzylinder der genannten Art sind verhältnismäßig empfindlich gegen die Kolbenstange belastende Querkräfte und Momente. Diese Querkräfte und Momente, die die Kolbenstange zu verbiegen suchen, führen bei den bekannten Steilzylindern zu einem außerordentlich starken Verschleiß an den bewegten Teilen und den Dichtungen. Ein besonders großer Verschleiß tritt

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bei derartigen Belastungen an der Kolbenstange und der Abdichtvorrichtung ( Packung, Stopfbüchse oder dgl. ) im Zylinderdeckel auf.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, an einem Stellzylinder der genannten Art den bei Belastung durch Querkräfte und Momente auftretenden Verschleiß an den bewegten Teilen, insbesondere im Bereich der Kolbenst-ange und der Abdichtvorrichtung im Zylinderdeckel zu vermindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von einem Stellzylinder der eingangs genannten Art vor, daß sowohl die Kolbenstange an dem Kolben als auch die Abdichtvorrichtung an dem zugehörigen Zylinderdeckel raumgelenkig, insbesondere kugelgelenkig befestigt sind.

Bei einem Stellzylinder gemäß der Erfindung vermindert sich überraschenderweise der Verschleiß an den bewegten Teilen erheblich, insbesondere im Bereich der Kolbenstange und der Dichtungsvorrichtung im Zylinderdeckel. Beim Stellzylinder gemäß der Erfindung kann sich die Kolbenstange beim Auftreten von Querkräften und Momenten verbiegen, ohne daß durch die Verbiegung im Bereich der Dichtungsvorrichtung oder im Bereich der Gleitführung des Kolbens Verkantungen und damit Zwängungen auftreten, die im wesentlic hen für den an den vorbekannten Stellzylindern auftretenden starken Verschleiß

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- 3 verantwortlich sind.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Stellzylinders sieht vor, daß die Abdichtvorrichtung in einem mit einer kugeligen Außenfläche versehenen Gelenkstück angeordnet ist, das in einem mit einer entsprechend kugeligen Innenfläche versehenen Aufnahmering gelagert ist, der seinerseits unbeweglich mit dem Zylinderdeckel verbunden ist. Bei dieser Ausbildung der Durchführung der Kolbenstange durch den Zy-linderdeckel kann die eigentliche Abdichtvorrichtung in Form einer Packung oder einer Stopfbüchse in der bekannten und bewährten Form beibehalten werden. Die gesamte bekannte und bewährte Abdichtvorrichtung ist jedoch in dem Gelenkstück des aus Gelenkstück und Aufnahmering gebildeten ELgplgelenkes angeordnet, so daß sich trotz der zusätzlichen Gelenkigkeit ein einfacher, robuster und montagetechnisch günstiger Aufbau ergibt.

Um zu verhindern, daß Druckmittel aus dem Druckraum des Stellzylinders im Bereich des Kugelgelenkes im Zylinderdeckel austritt, ist in der kugeligen Innenfläche des Aufnahmeringes mindestens eine umlaufende Nut zur Aufname eines Dichtungsringes angeordnet.

Bei einem Stellzylinder mit einseitig austretender Kolbenstange weist die raumgelenkige Verbindung zwischen dem

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Kolben und der Kolbenstange ein am Kolben befestigtes Gelenkstück mit kugeliger Außenfläche auf, welches von einem am Ende der Kolbenstange angeordneten Gelenkauge mit er-nt-

sprechend kugeliger Innenfläche umfaßt wird. Hierdurch er- § gibt sich ein robuster und unkomplizierter Aufbau auch für |

diese raumgelenkige Verbindung.

Zum Zwecke der einfacheren Montage und Demontage der raumgelenkigen Verbindung zwischen Kolben und Kolbenstange sitzt das Gelenkstück auf einem sich quer durch eine Bohrung im hohl ausgebildeten Kolben erstreckenden Befestigungsbolzen. Dieser Befestigungsbolzen kann erforderlichenfalls aus dem Gelenkstück herausgezogen werden bzw. leicht in dieses eingeschoben werden.

Bei einem Stellzylinder mit beidseitig austretender Kolbenstange weist die raumgelenkige Verbindung zwischen den beiden Kolbenstangenabschnitten und dem Kolben, zwei an den Enden der Kolbenstangenabschnitte befestigte Kugelkalottenschalen auf, in deren Hohlräumen eine gemeinsame Stützkugel angeordnet ist und an deren Außenflächen dem Kolben zugeordnete Lagerschalen mit entsprechend kugeligen Innenflächen anliegen. Diese Verbindung zwischen Kolbenstange und Kolben ist ebenfalls leicht montierbar und demontierbar und darüber hinaus unkompliziert im Aufbau»

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Um bei der zuletzt genannten Ausführungsform den Durchtritt von Druckmittel durch den Kolben zu verhindern, ist weiterhin\raindestens einer der kugeligen Innenflächen der Lagerschale mindestens eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungs ringes angeordnet.

Für ein zwängungsfreies Verschieben des Kolbens ist es wichtig, daß die auf Biegung beanspruchte Kolbenstange keinerlei Momente auf den Kolben ausüben kann. Aus diesem Grunde ist der Mittelpunkt der raumgelenkigen Verbindung zwischen Kolben und Kolbenstange in Längsrichtung des Kolbens » etwa in der Mitte zwischen dessen Stirnflächen angeordnet.

Zwei Ausführungsbeispiöle der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

gift. 1 einen Längsschnitt durch einen Stellzylinder gemäß der Erfindung mit einseitig austretender Kolbenstange und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Stellzylinder gemäß der Erfindung mit an beiden Seiten austretender Kolbenstange.

In Fig. Λ ist der Zylinderteil des Stellzylinders mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. In dem Zylinderteil 1 ist ein Kolben 2 verschiebbar, dessen Kolbenstange 3 durch einen Zylinderdeckel 4- hindurchgeführt ist. Die raumgelenkige Be-

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festigung der Kolbenstange 3 am Kolben 2 erfolgt an einem Befestigungsbolzen 5» der in eine Querbohrung im hohl ausgebildeten Kolben eingesteckt ist und dessen Mittelteil ein Gelenkstück 6 mit kugeliger Außenfläche trägt. Das Gelenkstück 6 ist durch ebenfalls auf den Befestigungsbolzen 5 aufgesteckte Distanzstücke 7 gegen die Wandungen des Kolbens 2 abgestützt und wird von einem am Ende der Kolbenstange 3 befindlichen Gelenkauge 8 mit entsprechend kugeliger Innenfläche umfaßt.

Im Bereich des Durchtrittes der Kolbenstange 3 durch den Zylinderdeckel 4· ist eine Abdichtvorrichtung 9 in Form einer Stopfbuchse angeordnet. Diese Abdichtvorrichtung 9 ist in einem Gelenkstück 1o mit kugeliger Außenfläche angeordnet* Dieses Gelenkstück -Io ist in einem Aufnahme= ring 11 mit entsprechend kugeliger Innenfläche drehbar gelagert. Der Aufnahmering 11 seinerseits ist unbeweglich im Zylinderdeckel 4 festgelegt. Um den Durchtritt von Druckmittel durch das aus dem Gelenkstück 1o und dem Aufnahmering 11 gebildete Kugelgelenk zu vermeiden, ist weiterhin in der kugeligen Innenfläche des Aufnahmeringes 11 eine Nut 12 zur Aufnahme eines Abdichtringes angeordnet.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der im Zylinderteil 1 verschiebbare Kolben 2 mit einer an beiden Seiten austretenden Kolbenstange verbunden, deren Abschnitte mit

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3a und 3b bezeichnet sind. Die Durchführung der Kolbenstangenabschnitte 3a und 3b durch die Zylinderdeckel 4 erfolgt hier ebenso wie oben anhand der Fig. 1 erläutert. Für die einander entsprechenden Teile sind deshalb die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.

Die raumgelenkige Befestigung der Kolbenstangenabschnitte 3a und 3b am Kolben 2 erfolgt hier durch zwei an den Enden

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der Kolbenstangenabschnitte 3a/befestigte Kugelkalottenschalen 13, in deren Hohlräumen eine gemeinsame Stützkugel 14 angeordnet ist und an deren Außenflächen dem Kolben 2 zugeordnete Lagerschalen 15 ^mit entsprechend kugeliger Innenfläche anliegen. Um den Durchtritt von Druckmittel durch den Kolben zu verhindern, ist in der kugeligen Innenfläche einer Lagerschale 13 eine Nut 16 zur Aufnahme eines Abdichtringes angeordnet.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, können sich die Abdichtvorrichtungen 9 beim Verbiegen der Kolbenstange 3 bzw. der Kolbenstangenabschnitte 3a und 3b dem jeweiligen Verlauf anpassen, so daß keinerlei Zwängungen auftreten, und der Verschleiß vermindert wird. Die raumgelenkigen Verbindungen zwischen den Kolben 2 einerseits und der Kolbenstange 3 bzw. den Kolbenstangenabschnitten 3a und 3b andererseits haben ihren Mittelpunkt jeweils etwa in der Mitte zwischen den Stirnflächen des Kolbens 2, so daß der

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Kolben in der Zylinderführung nicht verkanntet werden kann·

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Bezugszeichenliste

1 = Zylinderteil

2 = Kolben

3 = Kolbenstange

3a, 3b = Kolbenstangenabschnitte

4· = Zylinderdeckel

5 = Befestigungsbolzen

6 = Gelenkstück

7 = Distanzstücke

8 = Gelenkauge

9 = Abdichtvorrichtung

10 = Gelenkstück

11 = Aufnahmering

12 = Nut

13 = Kugelkalottengchalen

14 = Stützkugel

15 = Lagerschalen

16 = Nut

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1. Druckmittelbetätigter Stellzylinder, bestehend aus einem Zylinderteil, einem darin verschiebbaren Kolben sowie einer am Kolben befestigten Kolbenstange, die unter Abdichtung der Durchtrittsstelle mittels einer Abdichtvorrichtung durch mindestens einen der Zylinderdeckel hindurchgeführt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kolbenstange ( 3; 3a, 3b ) an dem Kolben ( 2 ) als auch die Abdichtvorrichtung ( 9 ) an dem zugehörigen Zylinderdeckel ( 4 ) raumgelenkig insbesondere kugelgelenkig befestigt sind.

2. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtvorrichtung ( 9 ) in einem mit einer kugeligen Außenfläche versehenen Gelenkstück ( Ίο ) angeordnet ist, das in einem mit einer entsprechend kugeligen Innenfläche versehenen Aufnahmering ( 11 ) gelagert ist, der seinerseits unbeweglich mit dem Zylinderdeckel ( 4 ) verbunden ist.

Patentanwalt Dipl.-lng. A. Behrendt Postfach' 100Άό 4630 Bochum 1 ¹ST (0234) 431395

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3. Stellzylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der kugeligen Innenfläche des Aufnahmeringes ( 11 ) mindestens eine umlaufende Nut ( 12 ) zur Aufnahme eines Dichtringes angeordnet ist.

4·. Stellzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3» mit nur an einer Seite austretender Kolbenstange, dadurch gekennzeichnt, daß die raumgelenkige Verbindung zwischen dem Kolben ( 2 ) und der Kolbenstange ( 3 ) ein am Kolben befestigtes Gelenkstück ( 6 ) mit kugeliger Außenfläche aufweist, welches von einem am Ende der Kolbenstange ( 3 ) angeordneten Gelenkauge ( 8 ) mit entsprechend kugeliger Innenfläche umfaßt wird.

5. Stellzylinder nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkstück ( 6 ) auf einem sich quer durch eine Bohrung im hohl ausgebildeten Kolben ( 2 ) erstreckenden Befestigungsbolzen ( 5 ) sitzt.

6. Stellzylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3> mit an beiden Seiten austretender Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die raumgelenkige Verbindung zwischen den beiden Kolbenstangenabschnitten ( 3a, 3b ) und dem Kolben ( 2 ) zwei an den Enden der Kolbenstangenabschnitte ( 3a, 3b ) befestigte Kugelkalottenschalen ( 13 ) aufweist, in deren Hohlräumen eine gemeinsame Stützkugel ( 14

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angeordnet ist und an deren Außenflächen dem Kolben ( 2 ) zugeordnete Lagerschalen ( 15 ) mit entsprechend kugeligen Innenflächen anliegen.

7· Stellzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer der kugeligen Innenflächen der Lagerschalen ( 15 ) mindestens eine Ringnut ( 16 ) zur Aufnahme eines Dichtungsringes angeordnet ist.