DE8514857U1 - Zylinder-Kolben-Einheit mit teleskopartig ausfahrbaren Kolbenstangen - Google Patents

Description

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DIPL.-ΙΝώ'ι-F..4 MOkL..DIPLi-JNG. H. CH. BITTERICH ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EURÖPÄiSCHEN PATENTAMT

6740 LANDAU/PFALZ LANGSTRASSE 5

20. Mai 1985 Me.

Klaus Walther, Rothenweg 13/ 6721 Schwegenheim

Zylinder-Kolben-Einheit mit teleskopartig ausfahrbaren Kolbenstangen

Die Neuerung betrifft eine Zylinder-Kolben-Einheit gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

Zylinder-Kolben-Einheiten dieser Art werden in der Praxis als Teleskopzylinder bezeichnet. Sie weisen mehrere Stufen von ineinander angeordneten Hohlkolben mit aogestuften Durchmessern auf und dienen zum Bewegen von Maschinenteilen oder dergleichen, wenn ein. im Verhältnis zur Bauhöhe der Zylinder-Kolben-Einheit großer Hub verlangt wird. Als Druckmedium für solche Teleskopzylinder wird meist Druckluft, kann aber auch öl verwendet werden.

Je mehr Stufen ein solcher Teleskopzylinder aufweist, desto schwieriger ist die exakte Parallelführung der einzelnen Stufen beim Ausfahren, insbesondere die Stabilität in ausgefahrenem Zustand. Während die Führung im unteren Bereich

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anschließend an eine Grundplatte durch den Kolben der zentralen Kolbenstange sowie die Kolbenringe der Hohlkolben der" einzelnen Stufen erfolgt, sind im gegenüberliegenden äußeren Bereich ringförmige Führungselemente erforderlich, die jeweils am Ende eines einen Hohlkolben bildenden Rohrs angeordnet sind und der Führung der jeweils innerhalb dieses Rohrs bewegbaren Kolbenstange bzw. HülllkülböFiS diöFiöFi. Diöäe Führungselemente sind jeweils gegenüber dieser Gleitfläche zu dichten, was durch entsprechende Dichtungen erfolgt.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß diese Dichtungen relativ rasch verschleißen, was zum Teil darauf zurückzuführen ist, daß an den Außenflächen der ausgefahrenen Kolbenstange bzw. Hohlkolben sich Schmutz anlagern kann, der beim Einfahren der einzelnen Stufen in den Bereich der Dichtungen gelangt und zu einem vorzeitigen Verschleiß führt. Zur Erneuerung der Dichtungen muß aber der gesamte Teleskopzylinder zerlegt werden, was zu mehr oder weniger großen Stillstand- und damit Ausfallzeiten der mit einem solchen Teleskopzylinder bestückten Maschinen führt.

Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, um die Standzeiten dieser Dichtungen zu verlängern und somit die Stillstand- bzw. Ausfallzeiten der Teleskopzylinder zu verringern.

Nach der Neuerung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen·

Durch die Aufteilung der Führungselemente in einzelne

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- Führungsringe und die Anordnung der Dichtungsringe in zwischen den Stirnseiten dieser Führungsringe gebildeten Kammern besteht die Möglichkeit, durch Anwendung axialen Drucks auf die Führungsringe und damit auch auf die Dichtungsringe letztere zu einer Verformung in radialer Richtung zu bringen, um so einen etwaigen Abrieb ausgleichen zu können. Je nach der Größe des zwischen den einzelnen Führungsringen belassenen Rihgspalts können durch weiteres Einschrauben des jeweiligen Andruckrings die Dichtungsringe wieder zum einwandfreien Ani; liegen gebracht werden, wenn sich erste Verschleiß erscheinungen

j gezeigt haben. Auf diese Weise können die Standzeiten der

Dichtungen beträchtlich verlängert werden.

Die Neuerung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen mehrstufigen Teleskopzylinder nach der

Neuerung teilweise im Längsschnitt, teilweise in Ansicht,

Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch den Teleskopzylinder gemäß Fig. 1 beim Ausfahren der einzelnen Stufen,

Fig. 3 eine Detaildarstellung eines Führungselementes im Längsschnitt,

Fig. 4 die einzelnen Teile des Führungselementes gemäß Fig. 3 in auseinandergezogener Darstellung und

ί Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch das äußere Zylinder

rohr vor dem Aufschrumpfen eines Ringes.

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Der Teleskopzylinder 1 besteht aus einer Bodenplatte 2, in die ein äußeres Zylinderrohr 3 eingesetzt, z. B- eingeschraubt ist. Innerhalb des äußeren Zylinderrohrs 3 sind in : vier Stufen drei Hohlkolben 4, 5 und 6 sowie eine zentrale Kolbenstange 7 angeordnet. ,

Die Kolbenstange 7 ist an ihrem unteren, der Bodenplatte 2 zugewandten Ende mit einem Kolben 8 versehen, der gegenüber dem Ende der Kolbenstange 7 durch eine Ringmutter 9 festgelegt ist. Dadurch wird ein im eingefahrenen Zustand ringförmiger Hubraum 10 gebildet, der über eine Einlaßbohrung 11 in der Grundplatte 2 mit Druckmedium, z. B. Preßluft, beaufschlagt werden kann. An der der Kolbenstange 7 zugewandten Seite des Kolbens 8 ist in einer Ringnut eine statische Dichtung 12 und an der gegenüberliegenden Seite des Kolbenrings 8 ebenfalls in einer Ringnut eine dynamische Dichtung 13 angeordnet .

Der Kolbenring 8 ist innerhalb des Hohlkolbens 6 bewegbar, der an seinem unteren, der Bodenplatte 2 zugewandten Ende eine als Kolbenring 14 wirkende Verdickung besitzt, in die in eine Ringnut wiederum eine gegenüber dem Hohlkolben 5 wirkende Dichtung eingesetzt ist. In analoger Weise ist der Hohlkolben 5 mit einem Kolbenring 15 und der Hohlkolben 4 mit einem Kolbenring 16 versehen.

Am äußeren Ende des Zylinderrohrs 3 sowie der Hohlkolben 4, 5 und 6 sind in diese Führungselemente 17, 18, 19 und 20 eingesetzt, die jeweils durch Andruckringe 21, 22, 23 und 24 gehalten werden, welche mittels eines Außengewindes in ein innengewinde des Zylinderrohrs bzw. der¹ Hohlkolben einschräUb- J bar¹ sind. Die Ausbildung der Führungselemente wird nachstehend ', anhand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert. ;

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Beim Einleiten von Druckmedium in den Hubraum 10 wird theoretisch zunächst die Kolbenstange 7 ausgefahren/ bis der Kolbenring 8 an dem Führungse.¹ ement 20 des Hohlkolbens 6 anliegt und dieses mitnimmt. In entsprechender Weise werden durch die Kolbenringe 14, 15, 16 der übrigen Kohlkolben 6, und 4 die Führungselemente 19, 18 und 17 mitgenommen. In der Praxis werden aber durch die zwischen den Kolbenringen und den Führungselementen auftretende Reibung die einzelnen Stufen schon eher mitgenommen, so daß die in Fig. 2 angedeutete Darstellung ein realistisches Bild eines sich im Zustand des Ausfahrens befindenden Teleskopzylinders gibt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen im einzelnen die Ausbildung eines Führungselements und zwar am Beispiel des dem Hohlkolben 6 zugeordneten Führungselements 20. Das den Hohlkolben 6 bildende Rohr ist an seinem äußeren Ende mit einer z. B. durch Ausdrehen erzeugten inneren Erweiterung 25 versehen, die an ihrem inneren Ende eine Schulter 26 bildet. Am äußeren Ende ist ein Innengewinde 27 vorgesehen. In diese Erweiterung 25 ist das Führungselement 20 eingesetzt, daß aus drei Führungsringen 20a, 20b und 20c besteht. An seiner inneren, der Kolbenstange 7 zugewandten Umfangsflache 28 besitzt der Führungsring 20b eine ringförmige Ausnehmung 29 mit rechteckigem Querschnitt. In diese Ausnehmung kann ein Dichtungsring 30 eingesetzt werden. Der Dichtungsring 30 hat zweckmäßig im Querschnitt die Form eines Aadreaskreuzes. An die in del Darstellung linke Stirnfläche 31 des Führungsrings 20b wird jetzt der Führungsring 20a so herangeschoben, daß sein ringförmiger Ansatz 32 in die Ausnehmung 29 des Führungsrings 20b eingreift, so daß die Stirnseite 33 des Ansatzes 32 mit den Begrenzungen der Ausnehmung 29 eine Ringnut für den Dichtungsring 30 bildet. Der Dichtungsring 30 ist dabei in axialer Richtung gemessen f so breit, daß auch unter Anlage der Stirnfläche 33 an dem in | der Ausnehmung 29 befindlichen Dichtungfsring 30 ein Ringspalt 34 (Fig. 3) bleibt.

In analoger Weise ist der Führungsring 20c mit einer entsprechenden Ausnehmung 35 und der Führungsring 20b mit einem ringförmigen Ansatz 36 versehen, dessen Stirnfläche

37 mit der Ausnehmung 35 wiederum eine Ringnut zur Aufnahme des Dichtungsrings 30 bildet. Auch hier bleibt ein Ringspalt

38 (Fig. 3).

Schließlich weist der Führungsring 20a in der an der Erweiterung 25 anliegenden Außenfläche ebenfalls eine Ringnut

39 auf, in die ein Dichtungsring 40 als statische Dichtung eingelegt ist.

Der Zusammenbau der in Fig.4 in auseinandergezogener Darstellung wiedergegebenen Teile zu dem in Fig. 3 gezeigten Zustand vollzieht sich so, daß in die Erweiterung 25 des Hohlkolbens 6 zunächst der Führungsring 20a mit dem Dichtungsring 40 eingesetzt wird. Danach folgen der Führungsring 20b mit dem Dichtungsring 30 und der Führungsring 20c ebenfalls mit dem Dichtungsring 30. Dabei bleibt zwischen den Führangs-

- ringen 20a und 20b ein Ringspalt 34 und zwischen den Führungsringen 20b und 20c ein Führungsspalt 38. Schließlich wird der Andruckring 24 eingeschraubt, der ein Außengewinde 41

μ besitzt, das in Eingriff mit dem Innengewinde 27 des Hubkolbens 6 gebracht werden kann. Je nach dem wie weit der An-

S druckring 24 eingeschraubt wird, kann ein steigender Axialdruck auf die beiden Dichtungsringe 30 ausgeübt werden, um sie bei etwaigen Verschleißerscheinungen an der der Kolbenstange 7 zugewandten Seite zu einer größeren radialen Aus-

g dehnung bringen zu können.

An der der Kolbenstange 7 zugewandten Seite des Andruckrings ist in eine ringförmige Ausnehmung 42 ein ringförmiges Abstreifelement 43 eingesetzt, das aus Gummi, Kunststoff oder

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dergleichen besteht und das dazu dient, etwa an der Außenfläche der Kolbenstange 7 anhaftenden Schmutz abzustreifen, so daß er abgestreift wird, bevor er in den Bereich der Dichtungsringe 30 gelangen kann. Auch dadurch wird etwaigen Verschleißerscheinungen vorgebeugt.

_{ In prinzipiell gleicher Weise sind auch die Führungselemente 17, 18 und 19 ausgebildet, die in entsprechende Erweiterungen des äußeren Zylinderrohrs 3 sowie der Hubkolben 4 und 5 eingesetzt sind.

Die Länge des Zylinderrohrs 3 sowie der Hubkolben 4, 5 und 6 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Andruckringe 21, 22, 23 und 24 in eingefahrenem Zustand des Teleskopzylinders in einer radialen Ebene liegen und so gewissermaßen eine Andruckplatte bilden (Fig. 1). Dabei sind die Ringfugen zwischen benachbarten Andruckringen im äußeren Bereich konisch ausgebildet (44, 45, 46). Dadurch wird einerseits $r-ί reicht, daß der durch die Abstreifer 43 sowie 47, 48 und 49

abgestreifte Schmutz nach außen gedrückt wird; zum anderen wird die Sicherheit des Zylinders vergrößert und die Verletzungsgefahr verringert, wenn jemand die Finger in diesen Spalt bringen sollte.

Während der Arbeitsvorgang beim Ausfahren des Teleskopzylinders weiter oben beschrieben wurde, läuft das Einfahren so ab, daß durch eine Bohrung 50 Druckmedium, z. B. Druckluft/ in den Zylinderraum 51 eingepreßt wird. Durch Druck auf die Ringfläche des Kolbenrings 16 wird so der Hohlkolben 4 eingefahren. Sobald er seine Endstellung erreicht hat, fluchtet & die Bohrung 52 mit der Bohrung 53 im äußeren Zylinderrohr 3. Dadurch wird der Zylinderraum 54 beaufschlagt, der den Hubkolben 5 zum Einfahren bringt. In analoger Weise wird der Hubkolben 6 und schließlich die Kolbenstange 7 eingefahren.

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Bei dem neuerüngsgemaßen Teleskopzylinder ist die Bohrung 50 in einem Ring 55 angebracht/ der das äußere Zylinderröhr 3 umschließend auf dieses aufgeschrumpft ist. An einem scheimatischen Schnitt in Figi 5 ist dargestellt/ wie der Ring 55 an seiner unteren Ringfläche 56 an den Außenkanten mit zwei Schneiden 57 versehen ist. Beim Aufschrumpfen des Ringes 55 dringen diese Schneiden 57 etwas in die Oberfläche des äußeren Zylinderrohrs 3 ein und bewirken auf diese sehr einfache Weise eine zuverlässige Dichtigkeit.

Claims (12)

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1. Zylinder-Kolben-Einheit mit mindestens zwei in einem

' äußeren Zylinderrohr axial zueinander angeordneten, teleskop-

, artig ausfahrbaren Kolbenstangen, wobei an den jeweils dem

Kolben entgegengesetzten Enden der als Hohlkolben ausgebildeten äußeren Kolbenstangen Dichtungen aufweisende Führungselemente zur gleitenden Führung an der Umfangsflache der jeweils inneren Kolbenstange vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Führungselemente aus mindestens zwei Führungsringen besteht, zwischen denen an der der Gleitfläche zugewandten Seite eine ringförmige Kammer zur Aufnahme eines Dichtungsrings gebildet ist/ wobei die in axialer Richtung

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gemessene Breite der Kammer geringer ist als die Breite des Dichtungsrings, der unter Belassung eines Ringspalts zwischen den die Kammer bildenden Fiihrungsringen durch eine auf die Stirnseite der Führungsringe ausgeübte Axialkraft zusammendrückbar ist.

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2. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe in eine Erweiterung des jeweils den Hohlkolben bildenden Rohrs eingesetzt sind.

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3. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Axialkraft jeweils ein in das Rohr einschraubbarer Andruckring vorgesehen ist, der stirnseitig gegen den jeweils äußeren Führungsring drückt, während sich der jeweils innere Führungsring gegen eine Schulter am Ende der Erweiterung abstützt.

4. Zylinder-Kolben-Einheit nach einem der Ansprüche 1 ί bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer zur Aufnahme des Dichtungsrings in einer am inneren stirnseitigen Ende eines Führungsrings angeordneten, einseitig offenen Rxngnut gebildet ist, in die sich der benachbarte Führungsring mit einem ringförmigen Ansatz erstreckt.

5. Zylinder-Kolben-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem der Führungsringe auf der dem zugeordneten Hohlkolben zugewandten Seite eine Ringnut zum Einlegen eines Dichtungsrings vorgesehen ist.

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6. Zylinder-Kolben-Einheit nach einem der Ansprüche 1

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckringe an der der Gleitfläche zugewandten Innenseite mit einem an der Gleitfläche anliegenden Abstreifring Versehen sind.

7. Zyiinder-Kolben-Eiriheit nach Anspruch 6, dadurch ge- |j kennzeichnet, daß der Äbstreifring in eine Ringnut in dem je- f1 weiiigen Andruckring einlegbar ist. I

8. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 6 oder 7, da- j! durch gekennzeichnet, daß der Abstreifring aus elastischem Material, wie Gummi, Kunststoff oder dergleichen besteht.

9. Zylinder-Kolben-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Hohlkolben so gewählt ist, daß in eingefahrenem Zustand die Andruckringe in einer radialen Ebene liegeil und eine Andruckplatte bilden.

10. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfugen zwischen benachbarten Andruckringen konisch verlaufend ausgebildet sind.

11. Zylinder-Kolben-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der neben einer kolbenseitigen Bohrung für den Einlaß des Druckmediums zum Ausfahren der Kolbenstangen an deren anderen Enden eine Bohrung für den Einlaß des Druckmediums zur Rückführung der ausgefahrenen Kolbenstangen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung für den Einlaß des Druckmediums zur Rückführung der ausgefahrenen Kolbenstangen an einem auf den äußerenZugzylinder aufgeschrumpften Metallring ausgebildet ist.

12. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring an den Rändern seiner Innenfläche mit Schneiden zum Eingriff mit der Oberfläche des Zylinderrohrs versehen ist.