DE8417826U1

DE8417826U1 - Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder

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Publication number: DE8417826U1
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Publication date: 1984-12-06

Description

,,*.'..* *-,*·,.' '»•'Dipl.-Ing. Joachim Huhnen

Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder

Stand der Technik

Doppeltwirkende Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder benötigen 2 Zuleitungen und die Kolbenstangen sind bei grossen Hüben nicht mehr knicksicher, da ihr Durchmesser wegen der nötigen Differenzkolbenfläche für den Rückhub nicht beliebig groß sein kann. Ausserdem ist die Arbeitsleistung bei Hin- und Rückhub unterschiedlich groß.

Einfachwirkende Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder benötigen dagegen nur 1 Zuleitung und die Kolbenstange kann fast den gleichen Durchmesser haben wie der Kolbe:;., Letzteres erlaubt grosse Lnicksichere Hübe.

Wenn die durch einfachwirkende Zylinder betätigten Teile aber nicht selbst eine Rückstellkraft ausüben, was beispielsweise bei waagerechter Arbeitsweise fast immer ge-15 geben ist, wird eine Rückstellfeder benötigt. Bei Pneumatikzylindern ist das »eist eine innenliegende Druckfeder; diese ist aber in ihrer Federkraft sehr begrenzt und verlängert ausserdem die Baulänge des Zylinders um ihre Blocklänge. Bei Hydraulikzylindern, bei denen infolge der wesentlich höheren Drücke auch grössere Sückstelikräfte erforderlich sind, wird meist eine neben dem Zylinder angebrachte, separate herkömmliche Schraubenzugfeder verwendet. Ausserdem ist für beide Arbeitsmedien noch bekannt, einen Druckspeicher neben einem doppeltwirkenden Zylinder zur Erzeugung der Rückstellkräfte anzubringen; hierdurch wirkt ein-solchsr Zylinder . bezüglich der Zuleitungen wie ein einfach wirkender Zylinder; der Druckspeicher benötigt neben dem Zylinder aber einen beträchtlichen Bauraum.

Entwicklungsaufgabe und Erfindungsansatz

Bei dem geschilderten Stand der Technik ist insbesondere als Entwicklungsaufgabe abzuleiten, für einfachwirkende Zylinder bei weitgehender Beibehaltung ihrer Vorteile die bisherigen Nachteile bei den Rückstellmitteln zu beseitigen oder zu verringern. Mit den Möglichkeiten bisheriger Federtechnik ist dies nicht zu verwirklichen, da die mög-

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lichen eingewundenen Vorspannungen von Zugfedern hier nur verhältnismässig klein sind; aber mit neuartigen Schraubenzugfedern, die auf Maschinen gemäß DBP 22 09 34-0 und Federenden, die gemäß DBP 23 27 796 hergestellt werden, kann dieses Ziel erreicht werden. Die wesentlichen Merkmale dieser Federn sind

- eingedrillte Vorspannungen, die bei den maximal möglichen Werten normaler Zugfedern beginnen und bis über 500 N/mm⁸ betragen können,

- viel geringere Relaxationen als bei üblichen Zugfedern und geringere fielaxationen als bei warmgesetzten Druckfedern

- sowie dauerschwingfeste Federenden.

Lösung der Entwicklungsaufgabe

Die Lösung der Entwicklungsaufgabe besteht demnach in einer Kombination von Hydraulik- oder Pneumatik-Zylindern mit den genannten neuartigen Zugfedern in der im Anspruch 1 genannten Weise. Bei einfach wirkenden Hydraulikzylindern wird es möglich, daß ein mit 200 bar betriebener Zylinder beliebi ger Hublänge eine Bückzugfeder mit Federkräften erhält, die im voll ausgefahrenen Zustand etwa 10 % und im eingefahrenen Zustand des Zylinders etwa 5 % der maximalen Hydraulikkraft betragen.

An Hydraulik- und Pneumatik-Zylindern, die am Kolbenstangenende gabelartig ausgebildet sind, ist besonders einfach das Federende nach DBP 23 27 796 einzuhängen. Auch in zylindrischen Kolbenstangenenden können die Federenden jedoch eingehängt werden, wenn solche Kolbenstangen erst gabelartig geschlitzt und nach Einbringen des Federendes durch ein Füllstück wieder geschlossen werden.

Insbesondere bei Fneumatikzylindern, die keine sehr grossen Bückstellkräfte benötigen, bekommen die neuartigen Schrauzugfedem so kurze Federlängen, daß es möglich wird, das auf dem Zylinder aufgeschraubte Federende in Achsrichtung zu verstellen. Dadurch wird in gewissen Grenzen bei ein und der gleichen Eückstellfeder eine Anpassung der Federkräfte im voll ausgefahrenen und voll eingefahrenen Zustand des

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Zylinders möglich; das bedeutet also eine Verlegung der genutzten Strecke der Federkennlinie zu höheren oder geringeren Federkräften.

Insbesondere bei Pneumatikzylindern ist es mit den neuartigen Federn weiterhin möglich, die Vorspannkräfte und die Federkräfte über die ganze Kennlinie der Feder so groß zu machen, daß der Arbeitshub durch die Federkräfte bewirkt wird und der Luftdruck von normalerweise 10 bar mittels des Kolbens die Feder spannt und dabei nur noch eine geringe Überschußkraft von der Druckluft erzeugt wird. Diese Überschußkraft wird für die normalerweise auftretenden Reibungs- und Trägheitskräfte benötigt. Die beschriebene Umkehrung der Erzeugungsarten von Arbeits- und Rückstellkraft bringt bei einigen konstruktiven Aufgaben Vorteile in Bezug auf den Ort des Druckluftanschlusses an dem Zylinder oder z.B. in Bezug auf volle Rückführungskraft bei sinkendem oder ausgefallenem Druckluft-Druck.

Eine entsprechende Ausführungsart ist auch für Pumpenzylinder möglich; hierbei spannt eine äussere Kraft die Feder und die den Kolben zurückführende Feder erzeugt die Druckluft oder hydraulischen Druck. Insbesondere für einfache, getauchte Wasserpumpen und dergleichen mit unterschiedlich langsamem Saughub aber in konstanter Zeit auszuführendem Druckhub eignet sich diese Ausführungsform., Für doppeltwirkende Hydraulik-/P^«u^atik-Zylinder_v die als Arbeits- oder Pumpenzylinder Verwendung finden, bietet die in Anspruch 1 beschriebene Kombination die Möglichkeit, die Arbeits- bzw. Pumpenleistung bein Hin- und Rückhub trotz unterschiedlicher wirksamer Kolbenflächen gleich groß zu gestalten.

Die Zeichnung zeigt beispielhaft eine Ausführungsform der neuartigen Hydraulik-und Pneumatik-Zylinder. Der Zylinder hat am linken Ende ein gabelförmiges Kolbenstangenende in dem ein zu bewegendes Teil 4- mit dem Bolzen 5 befestigt ist. Der Grund 7 des Gabelschlitzes 6 ist dachartig mit etwa und Firstradius ausgebildet. Auf diesem First stützt sich das zweite Ende 3 in Gestalt eines Hakens gem. DBP 23 27796 ab. - 4- -

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Die federnden Windungen 2 der Schraubenzugfeder umschliessen mit geringem Abstand den Zylindsr 1. Das rechte Federende θ ist entweder, wie in der oberen Hälfte der Abb. gezeigt, in etwa zwei der Schraubenfeder entsprechende Gewindegänge 9 auf dem Zylinder eingeschraubt oder - wie in der unteren Hälfte der Abb. gezeigt - in etwa zwei Gewindegänge einer Hülse 10, die ihrerseits mit einem Innengewinde auf einem kurzen Aussengewinde 11 des Zylinders befestigt ist; diese Befestigung kann natürlich auch mit anderen Befestigungsmitteln, also mit Sprengringen, radialen Feststellschrauben oder dergleichen erfolgen. Am rechten Ende des Zylinders ist ein üblicher Druckluft- bzw. Hydraulik-Anschluß 12 und das zweite AnIenkungsende 13 des Zylinders vorhanden.

Die auf dem Aussengewinde 9 aufgeschraubten Endwindungen der Feder können zur Verbesserung der Befestigungswirkung auch mit kleinerem Vindungsdurchmesser als der übrige Federkörper ausgeführt sein. Die linksseitige Federaufhängung könnte natürlich auch durch eine auf der Kolbenstange befestigte Scheibe mit Aussengewinde für die Feder gebildet werden.

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Claims

• ft · # · ♦ · · ft** Dipl.-Ing. Joachim Huhnen Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder Schutzansprüche

1. Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder mit Rückholfeder, gekennzeichnet durch eine außerhalb des Zylinders befindliche, diesen mindestens teilweise umhüllende Schraubenzugfeder mit hoher innerer Vorspannung, wobei di e Feder vornehmlich mit einem Ende außen auf dem Zylinder (1) befestigt ist und mit dem zweiten Ende (3) an der Kolbenstange aufliegt.

2. Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Aufhängung des zweiten Endes (3) der Schraubenzugfeder in einem Gabelschlitz (6) der Koⁿ.benstange mittels eines einstückig an das Ende der 3chraubenzug,-reder angeformten, dachförmigen Hakens, dessen Drahtei.de mit eingebogener Vorspannung auf dem Pederkörper aufliegt.

3. Hydraulik- und Pneumatik-Zylinder nach. Anbruch *, gekennzeichnet durch eine Schraubenzugfeder, die außen auf dem Zylinder (1) auf entsprechende Gewindegänge (9) aufgeschraubt ist oder außen auf einer in Achsrichtung verstellbaren Hülse (10) aufgeschraubt ist oder innen in eine solche Hülse eingeschraubt ist.