EP0250781B1

EP0250781B1 - Hydraulisches Kraftübertragungselement

Info

Publication number: EP0250781B1
Application number: EP87106578A
Authority: EP
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Wünschmann; Bernd Dr.-Ing. Faber
Original assignee: Witzenmann GmbH
Current assignee: Witzenmann GmbH
Priority date: 1986-06-28
Filing date: 1987-05-06
Publication date: 1990-11-22
Anticipated expiration: 2007-05-06
Also published as: EP0250781A2; EP0250781A3; DE3621750A1

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Kraftübertragungselement mit einem in einer Achsrichtung offenen Zylinder, einem darin angeordneten, die Zylinderöffnung überragenden Kolben, der zusammen mit dem Zylinder einen Zylinderraum begrenzt, sowie mit einem einzigen, sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden, die Zylinder-Kolben-Einheit konzentrisch umgebenden ringförmig gewellten Balg, der mehrere Balgwellen mit Wellentälern und Wellengipfeln aufweist und dessen beiden Balgenden jeweils mit einem der die Zylinder-Kolben-Einheit bildenden Teile dicht verbunden ist, wobei zwischen der Zylinder-Kolben-Einheit und dem Balg ein veränderbares Druckmittelvolumen gebildet ist, das über wenigstens eine Öffnung oder Ausnehmung im Zylinder und/oder Kolben unter Zwischenschaltung eines, unter Überdruck im Zylinderraum schließenden Rückschlagventils mit dem Zylinderraum verbunden ist.
Derartige durch die DE-OS 35 06 730 bekannte Kraftübertragungselemente mit Bälgen aus Metall finden beispielsweise, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, bei Verbrennungsmotoren im Ventilantrieb als Zwischenglied zwischen den Nocken der Nockenwelle und den Ventilen Verwendung, um hier auftretenden Verschleiß und temperaturbedingte Längenänderungen selbsttätig zur Gewährleistung einer spielfreien Kraftübertragung auszugleichen. Als geschlossenes System sind sie unabhängig von einer Druckölversorgung und folglich auch von Laufbetrieb und Wartung der Maschine. Außerdem treten keine Druckölverluste nach außen auf. Dabei wirkt sich auftretender Verschleiß des Ventilsitzes dahingehend aus, daß die Gesamtlänge der Zylinderkolbeneinheit eine axiale Verkürzung erfahren muß, also die Verdrängung von Drucköl aus dem Zylinderraum erforderlich ist, was im wesentlichen über den Schiebesitz zwischen Zylinder und Kolben erfolgt. Eine entsprechende Druckölverdrängung ergibt sich bei stehendem Motor und entsprechender Nockenstellung unter der Wirkung der Kraft der Ventilfeder. Die so im Laufe der Zeit und während des Motorstillstandes verdrängte Druckölmenge muß von dem durch das Balgelement gebildeten Balgraum aufgenommen werden, ohne daß sich dort der Innendruck über einen Grenzwert hinaus erhöht. Andererseits kann ein Druckölverlust des Zylinderraumes, wie er sich beim Stillstand der Maschine durch Abbau des im Zylinderraum herrschenden Überdruckes ergibt, beim Lauf der Maschine sofort aus dem im Balgraum befindlichen Vorrat wieder über das Rückschlagventil angesaugt bzw. ausgeglichen werden, ohne den Innendruck im Balgraum unter einen bestimmten Grenzwert sinken zu lassen. Gleichermaßen kompensiert der Balgraum temperaturbedingte Volumenänderungen des Druckmittels, so daß das Übertragungselement insgesamt stets eine spiel- und wartungsfreie Verbindung zwischen Nocken und Ventilschaft gewährleistet.
Zur Bildung des Balgraumes sind im bekannten Falle zwei zueinander konzentrisch angeordnete Bälge vorgesehen, die sich in einem die Zylinderkolbeneinheit umgebenden Ringraum befinden, dessen äußere, zur Zylinderkolbeneinheit konzentrische Wandung von einem beispielsweise mit dem Zylinderboden verbundenen Mantel gebildet ist. Hier sind die einen, sich im wesentlichen in gleicher Höhe befindlichen Enden der Bälge mit dem Kolben einerseits und mit dem Mantel andererseits verbunden, während ihre gegenüberliegenden Enden an einer gemeinsamen Ringplatte befestigt sind, die in dem genannten Ringraum axial verschiebbar angeordnet ist und sich auch unter entsprechender Längenänderung der Bälge entsprechend dem vom Balgraum aufzunehmenden Druckmittelvolumen axial verstellt. Durch diese indirekte, dichte Verbindung zwischen Kolben und Zylinder über die beiden Bälge und die zwischen diese geschaltete Ringplatte kann die den Balgraum gegenüber der Umgebung abschließende Wandung auch die Schwingungsbewegungen ausführen bzw. mitmachen, die sich mit jeder ventilbewegenden Kraftübertragung durch die damit einhergehende gegenseitige Axialverstellung von Zylinder und Kolben ergeben.
In entsprechend umgekehrter Weise ergäbe sich die Funktion dieses Kraftübertragungselementes dann, wenn sich der Abstand zwischen zwei an der Kraftübertragung beteiligten Bauelementen im Laufe des Betriebes vergrößern würde. Dann wäre von dem Balgraum bei Verkürzung der Bälge nicht allmählich ein Druckmittelvolumen zusätzlich aufzunehmen, sondern es müßte bei entsprechender Längenvergrößerung der Bälge allmählich ein Druckmittelvolumen abgegeben werden.
Nachteilig ist bei dieser bekannten Bauform einmal das Erfordernis zweier Bälge sowie der diese miteinander verbindenden Ringplatte und ferner die Notwendigkeit des die gesamte Baueinheit nach außen abschließenden, entsprechend dem vorstehend geschilderten Beispiel mit dem Zylinder verbundenen Mantels. Dadurch ergeben sich in Radialrichtung ein erheblicher Platzbedarf, die Notwendigkeit einer erheblichen Zahl von Bauteilen nur zur Darstellung des Balgraumes für die Aufnahme des Druckmittelvolumens sowie im Hinblick auf die Unvermeidbarkeit zweier Bälge die Notwendigkeit, diese mit Hilfe von insgesamt vier Schweissnähten mit den jeweils angrenzenden Bauteilen dicht zu verbinden. Insgesamt führt dies zu einer sowohl vom Material als auch vom Herstellungsaufwand her teuren Konstruktionen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftübertragungselement der eingangs genannten und vorstehend mehr ins einzelne geschilderten Art derart abzuändern und zu vereinfachen, daß zur Bildung des Balgraumes bei Verminderung des insgesamten Druckmittelvolumens und Reduzierung der schwingenden Massen nur noch die Verwendung eines Balges mit wenigstens einer speziell ausgebildeten Balgwelle erforderlich ist und sich entsprechend vom Material- und Herstellungsaufwand her eine Verbilligung sowie räumlich eine Verkleinerung des Kraftübertragungselementes und damit eine entsprechende Platzersparnis an der Einbaustelle ergibt.
Diese Aufgabe ist ausgehend von einem Kraftübertragungselement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß wenigstens eines der von jeweils zwei Flanken benachbarten Wellentäler des Balges einen gegenüber den anderen Wellentälern kleineren Innendurchmesser aufweist und/oder daß wenigstens einer der jeweils von zwei Flanken benachbarten Wellengipfel des Balges einen gegenüber den anderen Wellengipfeln größeren Außendurchmesser aufweist.
Durch die EP-A 0 169 437 ist es zwar bekannt, ein hydraulisches Kraftübertragungselement der gattungsgemäßen Art mit nur einem Balg auszubilden. Bei diesem bekannten Balg läuft jedoch lediglich das Ende über einen Sprengring auf dem Ende des Kolbens aus und ist dort entsprechend festgelegt, so daß es keinerlei Funktionen im Sinne der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe erfüllen kann.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist zunächst nur ein Balg verwendet, der mit seinen Enden unmittelbar einerseits am Zylinder und andererseits am Kolben befestigt ist und so die Zylinderkolbeneinheit direkt und allein umgibt, ohne daß noch weitere Bauteile Verwendung finden müssen. Diese Maßnahme allein würde jedoch eine Problemlösung noch nicht darstellen können, da ein dem axialen Bewegungsausgleich zwischen Zylinder und Kolben dienender Balg nicht gleichzeitig in seiner Länge verkürzt und mit einem zusätzlichen Druckmittelvolumen ohne erhebliche Innendruckerhöhung gefüllt werden kann, wie dies der Fall ist, wenn Zylinder und Kolben unter Verkleinerung des Zylinderraumes ineinandergeschoben werden. Vielmehr ist die Problemlösung erst dadurch gegeben, daß außerdem wenigstens eines vorzugsweise natürlich mehrere der Wellentäler bzw. Wellengipfel des Balges einen gegenüber den anderen Wellentälern bzw. Wellengipfeln nennenswert kleineren Innendurchmesser bzw. größeren Außendurchmesser aufweisen. Dies führt nämlich dazu, daß bei einer axialen Verkürzung des Balges unter gleichzeitiger Vergrößerung des aufzunehmenden Volumens infolge der damit einhergehenden Druckerhöhung die Flanken der im Außendurchmesser größeren bzw. im Innendurchmesser kleineren Balgwellen wegen ihrer größeren Fläche eine entsprechend größere axiale Druckkraft ausüben als die Flanken der anderen Balgwellen, so daß sich im Ergebnis nicht nur alle Flanken wegen der Vergrößerung des aufzunehmenden Druckmittelvolumens aufblähen, sondern auch die Fußpunkte bzw. Scheitelpunkte der in Radialrichtung größeren Flanken auf Kosten der anderen Balgwellen voneinander entfernen bzw. aufeinander zu bewegen. Das dadurch innerhalb bzw. neben den in Radialrichtung größeren Balgwellen frei werdende Volumen ist aber auch größer als das ggf. durch das axiale Zusammendrücken der anderen Balgwellen verdrängte und dann von den größeren Balgwellen aufzunehmende Volumen, so daß insgesamt in bzw. neben den in Radialrichtung größeren Balgwellen ein zusätzliches Volumen zur Verfügung steht. Dies geschieht, was besonders zu betonen ist, ohne bedeutsamen Druckanstieg innerhalb des Balges verglichen mit einem Balg gleich großer Wellen, der ein zusätzliches Druckmittelvolumen ausschließlich durch Aufblähen der Wellenflanken aufnehmen müßte.
Mit anderen Worten ist es nach der Erfindung so, daß die im Außendurchmesser größeren bzw. im Innendurchmesser kleineren Balgwellen neben der für alle Balgwellen gleichermaßen auftretenden Aufblähung ihrer Flanken infolge durch das Zusatzvolumen bedingter Druckmittelerhöhung außerdem sich mit ihren Fußpunkten bzw. Scheitelpunkten auf Kosten der anderen Balgwellen derart axial bewegen, daß in bzw. neben den in Radialrichtung größeren Balgwellen ein zusätzliches Volumen frei wird, das auch größer ist als das ggf. in den anderen Balgwellen verdrängte Volumens liefern, womit im wesentlichen die in Radialrichtung größeren Balgwellen die Möglichkeit der Aufnahme eines zusätzlichen Volumens liefern, während die anderen Balgwellen der Aufnahme der Bewegung dienen, die sich aus der gleichzeitigen Verkürzung der Gesamtlänge des Balges ergibt.
Entsprechend sind auch die anderen Balgwellen in ihrer radialen Erstreckung zu dimensionieren, sie sind also im wesentlichen so auszulegen, daß ihre Summe hinsichtlich Flexibilität und Lebensdauer allein ausreicht, um die axiale Längenänderung der Zylinderkolbeneinheit im Laufe des Betriebes aufzunehmen, während die in Radialrichtung größeren Balgwellen hinsichtlich ihrer Zahl und radialen Erstreckung im wesentlichen auf die Größe des zusätzlich aufzunehmenden Volumens auszulegen sind, das sich aus der Verkürzung der Gesamtlänge des Balges, dem aus dem Zylinderraum verdrängten Volumen und der Zunahme des Druckmittelvolumens bei steigender Temperatur ergibt. Verglichen mit der bekannten Bauform ist aber außerdem durch die Erfindung das insgesamt erforderliche Druckmittelvolumens zwischen zwei durch zwei Bälge gebildeten Räumen vermieden.
Zweckmäßig ist es, den Innendurchmesser aller Wellentäler des Balges gleich auszubilden, wie sich dies in der Regel auch durch die zylindrische Außenkontur der Zylinderkolbeneinheit ergeben wird. Auch hierdurch wird das Druckmittelvolumen verglichen mit Balgwellen unterschiedlichen Innendurchmessers möglichst klein gehalten. Je nach den Umständen des Einzelfalles kann es jedoch auch ebenso zweckmäßig sein, daß der Außendurchmesser aller Wellengipfel des Balges gleich ist.
Bei mehreren Balgwellen mit Gipfeln größeren Außendurchmessers bzw. Wellentälern kleineren Innendurchmessers können diese nebeneinander angeordnet sein. Vorteilhaft ist es jedoch, daß bei mehreren Balgwellen mit Gipfeln größere Außendurchmesser bzw. Wellentälern kleineren Innendurchmessers zwischen diesen jeweils eine der anderen Balgwellen angeordnet ist, also nicht alle in Radialrichtung größeren Balgwellen einerseits und alle anderen Balgwellen andererseits nebeneinander gruppiert sind.
Im Sinne dieses Gedankens kann es besonders zweckmäßig sein, daß bei mehreren Balgwellen mit Gipfeln größerer Außendurchmesser bzw. Wellentälern kleineren Innendurchmessers zwischen diesen jeweils eine Balgwelle mit gegenüber den anderen Balgwellen reduziertem Außendurchmesser ihres Wellengipfels bzw. vergrößertem Innendurchmesser ihres Wellentales angeordnet ist. Damit wird das Verhältnis der durch den Druckmitteldruck bedingten Axialverstellung der Fußpunkte bzw. der Scheitelpunkte der Wellenflanken hier noch mehr zugunsten der Balgwellen mit dem größeren Außendurchmesser bzw. kleineren Innendurchmesser verschoben.
Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung die Balglänge in einen ersten Abschnitt mit Wellen des anderen Durchmessers ihres Wellengipfels und einen zweiten Abschnitt mit Wellen des größeren und des reduzierten Außendurchmessers ihres Gipfels bzw. des kleineren und des vergrößerten Innendurchmessers ihres Wellentales aufgeteilt sein, so daß der genannte erste Abschnitt im wesentlichen dem Ausgleich bzw. der Aufnahme der Längenänderung des Balges dient, während der genannte zweite Abschnitt im wesentlichen der gleichzeitigen Aufnahme eines vergrößerten Volumens dient. Um diese Wirkung noch zu verstärken, kann es vorteilhaft sein, daß der genannte zweite Abschnitt gegen Längenänderung blockiert ist, so daß er von der Änderung der Gesamtlänge des Balges unbeeinträchtigt bleibt. Eine solche Blockierung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß zwischen den beiden genannten Balgabschnitten ein starres Stützteil in das dortige Wellental greift, das zusammen mit dem freien Ende des zweiten Balgabschnittes am Zylinder bzw. am Kolben befestigt ist.
Eine andere konstruktive Verwirklichung des der Erfindung zugrundeliegenden und vorstehend im einzelnen geschilderten Prinzips kann je nach den Umständen des Einzelfalles aber auch darin bestehen, daß der Außendurchmesser der Wellengipfel und/oder der Innendurchmesser der Wellentäler der Balgwellen über die Balglänge kontinuierlich von einem kleinsten Wert zu einem größten Wert ggf. stufenweise übergehend ausgebildet ist. Hier ergeben sich in Balglängsrichtung fortschreitend kontinuierlich bzw. stufenweise Übergänge zwischen Aufnahme der Längenänderung des Balges bis zur Aufnahme eines Zusatzvolumens.
In der Praxis hat sich, um ein Beispiel zu geben, bei einem Balg mit fünf Balgwellen größeren Außendurchmessers und sechs anderen Balgwellen bezogen auf einen Balginnendurchmesser von 1,0 eine Balglänge von 2,2 ein Außendurchmesser der Gipfel der anderen Balgwellen von 1,4 und ein Außendurchmesser der Gipfel der größeren Balgwellen von 1,8 ergeben. In einem anderen Falle mit einem hinsichtlich Längenänderung blockierten Balgabschnitt mit drei Balgwellen größeren Außendurchmessers ihres Gipfels und vier Balgwellen reduzierten Außendurchmessers deren Gipfel sowie einem hinsichtlich Längenänderung nicht blockierten Balgabschnitt mit vier anderen Balgwellen ergab sich bezogen auf einen Balginnendurchmesser von 1,0 bei einer Balglänge von 2,2 ein Außendurchmesser der reduzierten Balgwellen von 1,4, der anderen Balgwellen von 1,6 und der Balgwellen mit größerem Außendurchmesser ihres Gipfels von 1,8. Es versteht sich von selbst, daß sich hinsichtlich der nur beispielhalber genannten Größenordnungen wesentliche Änderungen ergeben werden, je nachdem, in welchem geänderten Verhältnis beispielsweise das aufzunehmende Zusatzvolumen zur Gesamtlänge des Balges steht oder in welchem Verhältnis die Gesamtlänge des Balges zur Größe der aufzunehmenden axialen Längenänderung ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Kraftübertragungselementes im axialen Halbschnitt;
Fig. 2 eine gegenüber dem Beispiel gemäß Fig. 1 geänderte Balgausführung;
Fig. 3 ein Kraftübertragungselement mit einer Balgausführung der anhand der Fig. 2 dargestellten Art im axialen Halbschnitt und
Fig. 4 bis 7 weitere Balgausführungen im axialen Halbschnitt.

Fig. 1 zeigt im axialen Halbschnitt den Zylinder 1 und den in dessen Bohrung axial verschiebbaren und damit gegenüber dem Zylinder 1 geführten Kolben 2 eines Kraftübertragungselementes beispielsweise zwischen dem Nocken einer Nockenwelle und dem Ventilschaft des Ventils eines Verbrennungsmotors, wobei sich beispielsweise der Nocken in Anlage an der Stirnfläche 3 des Zylinders und der Ventilschaft in Anlage an der Stirnfläche 4 des Kolbens 2 befinden mag. Zylinder 1 und Kolben 2 bilden einen Zylinderraum 5, der durch eine Axialbohrung 6 und eine Radialbohrung 7 der so gebildeten Zylinder-Kolben-Einheit mit deren Äußerem in Verbindung steht. Die Bohrung 6 wird durch die Kugel 8 eines unter Überdruck im Zylinderraum 5 schließenden Rückschlagventils verschlossen, die durch eine Feder 9 gegen den Ventilsitz 10 gedrückt wird, welche sich gegen den Boden eines Käfigs 11 abstützt. Der Käfig 11 sitzt in einer Ausdrehung 12 des Kolbens 2 und wird gegen den Boden 13 dieser Ausdrehung durch eine Feder 14 gehalten, die sich ihrerseits gegen den Zylinder 1 abstützt. Der Käfig 11 hat Durchbrechungen 15, über die der Zylinderraum 5 mit dem Ventil verbunden ist.
Wie weiterhin aus der Zeichnung ersichtlich, bilden Zylinder 1 und Kolben 2 endständig je einen Bund 16 und 17 gleichen Außendurchmessers, mit dem die Enden eines insgesamt mit 18 bezeichneten Balges verschweißt sind, der die aus Zylinder 1 und Kolben 2 gebildete Einheit konzentrisch umgibt. Der Balg 18 besteht aus abwechselnd nebeneinander angeordneten Balgwellen 19 und diesen gegenüber mit einem nennenswert größeren Außendurchmesser ihrer Wellengipfel versehenen Balgwellen 20, wobei alle Balgwellen von einem einheitlichen Innendurchmesser ihrer Wellengipfel ausgehen, der im wesentlichen der Außenkontur der Zylinderkolbeneinheit entspricht. Das durch den Balg 18 abgeschlossene System ist mit einer hydraulischen Druckflüssigkeit gefüllt.
Denkt man sich an den Stirnflächen 3 und 4 angreifende Maschinenteile, zwischen denen eine hin-und hergehende Kraftübertragung stattfindet, so geschieht diese Kraftübertragung mittels der dargestellten Zylinder-Kolben-Einheit spielfrei, da die Zylinder-Kolben-Einheit unter der Wirkung der Feder 14 bei Ansaugen von Druckmittel aus dem durch den Balg 18 gebildeten Raum in den Zylinderraum 5 seine Länge solange vergrößert, bis gegenüber den Maschinenteilen etwa vorhandenes Spiel ausgeglichen ist. Dieser Zustand entspricht in der Regel dem Einbauzustand wobei dort eventuell zu viel im Zylinderraum 5 befindliches Druckmittel über den Schiebesitz zwischen Zylinder 1 und Kolben 2 nach außen und in den durch den Balg 18 gebildeten Raum kriechen kann. Das heißt also, daß das im Betrieb hydraulisch harte Element bei statischer Außenbelastung den Überdruck im Zylinderraum 5 abbaut, so daß bei stehenden Maschinenteilen das Element keine Gegenkraft mehr aufbaut.
Auf die gleiche Weise gelangt aus dem Zylinderraum 5 weitere Druckflüssigkeit nach außen in den Balg 18, wenn sich verschleißbedingt der Abstand zwischen den erwähnten Maschinenteilen verringert, also die Länge der dargestellten Zylinder-Kolben-Einheit kürzer werden muß.
Damit ergibt sich jedoch für den Balg 18 die Notwendigkeit einer Längenverkürzung, die an sich eine Verringerung des im Balg enthaltenen Volumens bedeutet, und andererseits die Notwendigkeit nicht nur des Ausgleiches dieses durch die Längenverkürzung anfallenden Volumens, sondern auch des Ausgleiches bzw. der Aufnahme des aus dem Zylinderraum 5 zusätzlich verdrängten Volumens.
Damit diese Forderung von dem einen mit Zylinder 1 und Kolben 2 dicht verbundenen Balg erfüllt werden kann, weist dieser einige im Außendurchmesser ihres Gipfels gegenüber den anderen Balgwellen 19 vergrößerte Balgwellen 20 auf, die in der einleitend ausführlich beschriebenen Weise eine zusätziiche Volumenaufnahme durch den Balg 18 ohne nennenswerte Innendruckerhöhung erlauben, während die anderen Balgwellen 19 im wesentlichen oder doch zumindest weitaus überwiegend die Aufgabe der Aufnahme der Längenverkürzung des Balges und der axialen Verschiebung der Fußpunkte der Balgwellen 20 erfüllen.
Fig. 2 zeigt im radialen Halbschnitt und in Alleinstellung einen Balg 21 mit für alle Balgwellen gleichbleibendem Innendurchmesser der Wellentäler und im Außendurchmesser ihrer Wellengipfel gegenüber den anderen Balgwellen 22 größeren Balgwellen 23 sowie an Letzte angrenzenden Balgwellen 24 mit gegenüber den anderen Balgwellen 22 reduziertem Außendurchmesser ihres Wellengipfels. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die größeren Balgwellen 23 immer durch eine kleinere Balgwelle 24 gegeneinander distanziert, wie dies auch beim Beispiel gemäß Fig. 1 der Fall ist.
Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 dienen die Balgwellen 24 mit reduziertem Außendurchmesser ihres Wellengipfels noch stärker, als dies bei Fig. 1 der Fall war, dazu, ein axiales Voneinanderfortbewegen der Flanken der Balgwellen 23 mit vergrößertem Außendurchmesser ihres Wellengipfels zu ermöglichen, da bei einem bestimmten im Balg 21 herrschenden Druck die durch die Flanken der kleinen Balgwellen 24 ausgeübten Axialkraftkomponenten wesentlich geringer sind als die durch die Flanken der großen Balgwellen 23 ausgeübten. Das dabei durch Zusammendrücken der Balgwellen 24 verdrängte Volumen ist wesentlich kleiner als das Volumen, das bei den Balgwellen 23 mit dem Auseinandergehen deren Flanken entsteht, so daß die Balgwellen 23 entsprechend ein zusätzliches Volumen aufnehmen können.
Fig. 3 zeigt den Einbau eines Balges der anhand der Fig. 2 geschilderten Art bei einer Zylinder-Kolben-Einheit gemäß Fig. 1. Letztere ist mit den in Fig. 1 verwendeten Bezeichnungen versehen, so daß insoweit auch bezüglich der Funktion auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen wird.
In Fig. 3 ist der insgesamt mit 25 bezeichnete Balg mit dem freien Ende seines Abschnittes mit Balgwellen 26 größeren Außendurchmessers ihres Wellengipfels und Balgwellen 27 reduzierten Durchmessers ihres Wellengipfels mit dem Zylinder 1 dicht verbunden, während das freie Ende seines Abschnittes mit den anderen Balgwellen 28 mit dem Kolben 2 dicht verbunden ist. Außerdem ist der mit dem Zylinder 1 verbundene Balgabschnitt von einem Stützkörper 29 überbrückt, der einerseits mit dem Balgende am Zylinder 1 befestigt ist und andererseits mit seinem freien Ende 30 in das die beiden Balgabschnitte voneinander trennende Wellental 31 eingreift und so verhindert, daß der bezogen auf Fig. 3 rechte Balgabschnitt eine Längenänderung ausführen kann. Damit dient dieser Balgabschnitt in der bereits anhand der Fig. 2 bezüglich der Wellen 23 und 24 erläuterten Weise ausschließlich der Aufnahme eines zusätzlichen Druckmittelvolumens, während der die anderen Balgwellen 28 aufweisende Balgabschnitt praktisch ausschließlich der Aufnahme der Längenänderung dient, die sich bei gegenseitiger Axialverschiebung von Zylinder 1 und Kolben 2 im Sinne einer Verkürzung der Gesamtlänge der Zylinder-Kolben-Einheit ergibt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen in vereinfachter Darstellung Bälge 32 bzw. 33 im Axialschnitt, bei denen in Umkehrung der anhand der Fig. 1 bis 3 geschilderten Verhältnisse die Balgwellen 34 bzw. 35 einen gegenüber den anderen Balgwellen 36 bzw. 37 kleineren Innendurchmesser aufweisen. Für die Funktion dieser Bälge gelten die vorstehend gemachten Ausführungen sinngemäß.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Balg 38 ist dagegen die Anordnung so getroffen, daß bei gleichbleibendem Innendurchmesser der Wellentäler der Außendurchmesser der Wellengipfel der Balgwellen 39 über die Balglänge gesehen kontinuierlich ansteigt, so daß die Balgwellen von links nach rechts gesehen in zunehmendem Maße der Aufnahme eines zusätzlichen Volumens dienen können.
Letzteres gilt schließlich sinngemäß für den in Fig. 7 dargestellten Balg 40, bei dem sowohl die Außendurchmesser der Wellenberge als auch die Innendurchmesser der Wellentäler der Balgwellen 41 sich über die Balglänge gesehen vergrößern, womit auch die durch die Wellenflanken gebildete Ringfläche entsprechend ansteigt.

Claims

1. Hydraulisches Kraftübertragungselement mit einem in einer Achsrichtung offenen Zylinder (1), einem darin angeordneten, die Zylinderöffnung überragenden Kolben (2), der zusammen mit dem Zylinder (1) einen Zylinderraum (5) begrenzt, sowie mit einem einzigen, sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden, die Zylinder-Kolben-Einheit konzentrisch umgebenden ringförmig gewellten Balg (18, 21, 25, 32, 33, 38, 40), der mehrere Balgwellen (19, 20, 22, 23, 24, 26, 27, 28, 34, 35, 36, 37, 39, 41) mit Wellentälern und Wellengipfeln aufweist und dessen beiden Balgenden jeweils mit einem der die Zylinder-Kolben-Einheit bildenden Teile (1, 2) dicht verbunden sind, wobei zwischen der Zylinder-Kolben-Einheit und dem Balg (18, 21, 25, 32, 33, 38, 40) ein veränderbares Druckmittelvolumen gebildet ist, das über wenigstens eine Öffnung oder Ausnehmung (6, 7) im Zylinder (1) und/oder Kolben (2) unter Zwischenschaltung eines unter Überdruck im Zylinderraum (5) schließenden Rückschlagventils (8) mit dem Zylinderraum (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der von jeweils zwei Flanken benachbarten Wellentäler des Balges (18, 21, 25, 32, 33, 38, 40) einen gegenüber den anderen Wellentälern kleineren Innendurchmesser aufweist und/oder daß wenigstens einer der jeweils von zwei Flanken benachbarten Wellengipfel des Balges (18, 21, 25, 32, 33, 38, 40) einen gegenüber den anderen Wellengipfeln größeren Außendurchmesser aufweist.

2. Hydraulisches Kraftübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser aller Wellentäler des Balges (18, 21, 25, 38) gleich ist.

3. Hydraulisches Kraftübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser allen Wellengipfel des Balges (32, 33) gleich ist.

4 . Hydraulisches Kraftübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Balgwellen mit Gipfeln größeren Außendurchmessers bzw. Wellentälern kleineren Innendurchmessers (34) diese nebeneinander angeordnet sind.

5. Hydraulisches Kraftübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Balgwellen mit Gipfeln größeren Außendurchmessers (20) bzw. Wellentälern kleineren Innendurchmessers (35) zwischen diesen wenigstens eine der anderen Balgwellen (19, 37) angeordnet ist.

6. Hydraulisches Kraftübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Balgwellen (23, 26) mit Gipfeln größeren Außendurchmessers bzw. Wellentälern kleineren Innendurchmessers zwischen diesen jeweils eine Balgwelle (24, 27) mit gegenüber den anderen Balgwellen (22, 28) reduziertem Außendurchmesser ihres Wellengipfels bzw. vergrößertem Innendurchmesser ihres Wellentales angeordnet ist.

7. Hydraul isches Kraftübertragungselement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Balglänge in einen ersten Abschnitt mit Wellen (22, 28) des anderen Durchmessers ihres Wellengipfels und einen zweiten Abschnitt mit Wellen des vergrößerten (23, 26) und des reduzierten (24, 27) Außendurchmessers ihres Gipfels bzw. des kleineren und des vergrößerten Innendurchmessers ihres Wellentales aufgeteilt ist.

8. Hydraulisches Kraftübertragungselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt gegen Längenänderung blockiert ist.

9. Hydraulisches Kraftübertragungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Wellengipfel und/oder der Innendurchmesser der Wellentäler der Balgwellen (39, 41) über die Balglänge kontinuierlich von einem kleinsten Wert zu einem größten Wert gegebenenfalls stufenlos übergehend ausgebildet ist.