EP0558543A1 - Topfartiger hydraulikzylinder. - Google Patents

Topfartiger hydraulikzylinder.

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EP0558543A1
EP0558543A1 EP91919944A EP91919944A EP0558543A1 EP 0558543 A1 EP0558543 A1 EP 0558543A1 EP 91919944 A EP91919944 A EP 91919944A EP 91919944 A EP91919944 A EP 91919944A EP 0558543 A1 EP0558543 A1 EP 0558543A1
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piston
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pocket
cylinder
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Reisner & Wolff Engineering & Co KG GmbH
Reisner & Wolff Eng
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Reisner & Wolff Engineering & Co KG GmbH
Reisner & Wolff Eng
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    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D19/00—Structural or constructional details of bridges
    • E01D19/04—Bearings; Hinges
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    • E01D19/048—Bearings being adjustable once installed; Bearings used in incremental launching

Definitions

  • the invention relates to a pot-like hydraulic cylinder with a cylinder pot, a piston as a pot cover, a rubber-elastic plastic body filling the pressure space between the cylinder pot and piston, which has a closed pocket with an at least essentially parallel partition as a pocket bottom forms, which is connected to at least one axially projecting into the plastic body base of the cylinder pot, and with at least one pressure line for a hydraulic medium penetrating the base and the partition and opening into the pocket.
  • pot bearings in particular for bridge construction (DE-PS 3-HO 275), to fill the pressure space between the cylinder pot and the piston designed as a pot cover with a rubber-elastic plastic body, generally an elastomer , which allows a sufficiently large guide gap between the cup wall and the piston for the piston to tilt relative to the cylinder pot, without having to fear the sealing of this guide gap against a plastic passage.
  • a hydraulic medium is used to act on such a pot bearing, which is pressed into a closed pocket within the plastic body, which due to its incompressibility is displaced against the piston by widening the pocket and lifts it.
  • a partition wall forming the bottom of this pocket and connected to a bottom shoulder of the cylinder pot, which is excluded in the area of the hydraulic fluid supply by a pressure line passing through the bottom shoulder, is intended for a construction of a hydraulic fluid bubble that is uniform over the surface of the partition wall care to ensure a uniform lifting of the plastic layer above the separating film.
  • the partition is pulled out of the plastic body pocket or the piston seal is pulled off the piston because there is no controlled deformation of the rubber-elastic plastic body, so that despite the advantageous conditions of such pot bearings with regard to the absorption of tilting moments and shear forces or with regard to the insensitivity to material expansion, the use of these pot bearings remains limited.
  • the invention is therefore based on the object of improving a pot-like hydraulic cylinder of the type described at the outset with simple means so that the advantages based on the use of a rubber-elastic plastic body can be fully exploited without being associated with an uncontrolled deformation of the plastic body Having to accept disadvantages.
  • the invention achieves the object in that a peripheral wall projecting against the piston connects to the partition.
  • an annular guide gap for the deformation of the plastic body is obtained between the pot wall and the peripheral wall adjoining the partition wall, as a result of which the essential deformation range of the plastic body can be determined in terms of construction.
  • the deformation of the rubber-elastic plastic body which is thus limited to a peripheral region, prevents the plastic body from being removed from the partition when pressure is applied, or prevents part of the plastic body from being forced between the piston and the piston seal.
  • the measure according to the invention thus brings with it a high level of functional reliability for the pot-like hydraulic cylinder, the return of the piston to its starting position when the hydraulic medium is drained from the pocket of the plastic body not giving any difficulties, because the limitation of the deformation of the plastic body to a peripheral region along the pot wall, the pocket of the plastic body can easily be closed again by lowering the piston-side plastic body part onto the partition.
  • the peripheral wall adjoining the partition thus forms a guide wall for the deformation of the plastic body, which presupposes a corresponding wall height that the respective current conditions can be chosen accordingly.
  • this wall In order for the peripheral wall to be able to perform its guiding tasks, this wall must be prevented from adhering to the plastic body.
  • the wall itself can, however, be designed very differently if it is ensured that it determines the area of deformation of the plastic body. Particularly simple constructional relationships result, however, if the peripheral wall consists of a raised edge section of the partition.
  • FIG. 1 shows a pot-like hydraulic cylinder according to the invention in a schematic axial section without the application of hydraulic medium
  • FIG. 2 shows a representation of the hydraulic cylinder corresponding to FIG. 1, but with an application of hydraulic medium.
  • the pot-like hydraulic cylinder shown essentially consists of a cylinder pot 1 and a piston 2 forming a pot cap, which carries a piston seal 3 which bears against the pot wall.
  • the resulting pressure chamber between the cylinder pot 1 and the piston 2 is filled with a rubber-elastic plastic body 4, which forms a pocket 6 parallel to the floor at a distance from the pot bottom 5, in which a partition 7 parallel to the floor is inserted as the pocket bottom.
  • This partition 7 is connected in one piece to a base 8 projecting axially into the plastic body 4, through which a pressure line 9 for a hydraulic medium leading into the pocket 6 is guided.
  • the partition 7 is, however, provided with an outer peripheral wall 10 which, according to the exemplary embodiment, consists of a raised edge section of the partition 7.
  • the hydraulic medium pressed into the pocket 6 forms, while widening the pocket above the partition 7, a hydraulic medium bubble essentially delimited by the circumferential wall 10, by means of which the piston-side part of the plastic body 4 and thus the piston 2 is raised.
  • a hydraulic medium bubble essentially delimited by the circumferential wall 10, by means of which the piston-side part of the plastic body 4 and thus the piston 2 is raised.
  • FIG. 2 due to the restriction of the deformation of the plastic body to a circumferential region, no deformation of the plastic body impairing the lowering of the piston 2 can occur, so that when the hydraulic medium is drained off, the starting position according to FIG 1 is reached.

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Description

Topfartiger Hydraulikzylinder
Die Erfindung bezieht sich auf einen topfartigen Hydraulikzy¬ linder mit einem Zylindertopf, einem Kolben als Topfdeckel, einem den Druckraum zwischen Zylindertopf und Kolben ausfül¬ lenden gummielastischen Kunststoffkörper, der eine geschlos- 5 sene Tasche mit einer zumindest im wesentlichen bodenparal¬ lelen Trennwand als Taschenboden bildet, die mit wenigstens einem axial in den Kunststoffkörper vorragenden Bodenansatz des Zylindertopfes verbunden ist, und mit wenigstens einer den Bodenansatz und die Trennwand durchsetzenden, in die Ta- 10 sehe mündenden Druckleitung für ein Hydraulikmittel.
Beim Einsatz von herkömmlichen Hydraulikzylindern zum Auf¬ bringen oder Abtragen hoher Druckkräfte, die ein Kippmoment
15 auf den Hydraulikzylinder mit sich bringen, werden aufwen¬ dige, kalottenförmige Druckübertragungsstücke eingesetzt, um den Hydraulikzylinder frei von Kippmomenten halten zu kön¬ nen. Die erforderliche Dichtung zwischen der Zylinderwand und dem Kolben des Hydraulikzylinders schließt ja einen für
20 ein Verkippen des Kolbens notwendigen größeren Führungsspalt aus. Dazu kommt noch, daß die Zylinderwand selbst in örtli¬ chen Bereichen nicht plastisch verformt werden darf, wenn nicht die Dichtung gefährdet werden soll. Aus diesem Grunde werden zur Aufnahme von Querkräften vergleichsweise lange
25 Kolben eingesetzt, die die Bauhöhe erheblich vergrößern.
) Schließlich stellt sich für solche Hydraulikzylinder die Forderung, einen Werkstoff einzusetzen, der nicht nur ein geringes elastisches Dehnungsverhalten, sondern auch einen geringen Wärmedehnungskoeffizienten aufweist, damit der Füh- rungsspalt zwischen dem Kolben und der Zylinderwand unter einer entsprechenden Belastung des Hydraulikzylinders nicht auf ein die Dichtung gefährdendes Maß aufgeweitet werden kann.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bei Topflagern, ins¬ besondere für den Brückenbau, bekannt (DE-PS 3 -HO 275), den Druckraum zwischen dem Zylindertopf und dem als Topfdeckel ausgebildeten Kolben mit einem gummielastischen Kunststoff- körper, im allgemeinen einem Elastomere auszufüllen, der einen für ein Verkippen des Kolbens gegenüber dem Zylinder¬ topf ausreichend großen Führungsspalt zwischen der Topfwand und dem Kolben zuläßt, ohne die Abdichtung dieses Führungs¬ spaltes gegenüber einem Kunststoffdurchtritt befürchten zu müssen. Zur Beaufschlagung eines solchen Topflagers dient ein Hydraulikmittel, das in eine geschlossene Tasche inner¬ halb des Kunststoffkörpers gedrückt wird, das aufgrund sei¬ ner Inkompressibilität unter Aufweitung der Tasche gegen den Kolben verdrängt wird und diesen anhebt. Eine den Boden die- ser Tasche bildende, mit einem Bodenansatz des Zylindertop¬ fes verbundene Trennwand, die im Bereich der Hydraulikmittel¬ zufuhr durch eine den Bodenansatz durchsetzende Druckleitung ausgenommen ist, soll dabei für einen über die Fläche der Trennwand vergleichmäßigten Aufbau einer Hydraulikmittel- blase sorgen, um ein gleichmäßiges Anheben der Kunststoff¬ schicht oberhalb der Trennfolie sicherzustellen. In der Pra¬ xis hat sich jedoch herausgestellt, daß bei hohen Hydraulik¬ mitteldrücken die Trennwand aus der Kunststoffkörpertasche herausgezogen oder die Kolbendichtung vom Kolben abgezogen wird, weil sich keine kontrollierte Verformung des gummiela¬ stischen Kunststoffkörpers einstellt, so daß trotz der vor¬ teilhaften Voraussetzungen solcher Topflager hinsichtlich der Aufnahme von Kippmomenten und von Querkräften oder be¬ züglich der ünempfindlichkeit gegenüber Werksto fdehnungen der Einsatz dieser Topflager beschränkt bleibt. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen topf¬ artigen Hydraulikzylinder der eingangs geschilderten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß die auf dem Einsatz eines gummielastischen Kunststoffkörpers beruhenden Vorteile voll ausgenützt werden können, ohne die mit einer unkontrol¬ lierten Verformung des Kunststoffkörpers verbundenen Nach¬ teile in Kauf nehmen zu müssen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß an die Trennwand eine gegen den Kolben vorragende ümfangswand an¬ schließt.
Durch diese Maßnahme wird zwischen der Topfwand und der an die Trennwand anschließenden ümfangswand ein ringförmiger Führungsspalt für die Verformung des Kunststoffkörpers er¬ halten, wodurch der wesentliche Verformungsbereich des Kunststoffkörpers konstruktiv festgelegt werden kann. Die damit auf einen Umfangsbereich beschränkte Verformung des gummielastischen Kunststoff örpers verhindert, daß die Ta- sehe des Kunststoffkörpers bei einer Druckbeaufschlagung von der Trennwand abgezogen werden kann oder daß sich ein Teil des Kunststoffkörpers zwischen den Kolben und die Kolben¬ dichtung zwängt. Die erfindungsgemäße Maßnahme bringt somit eine hohe Funktionssicherheit für den topfartigen Hydraulik- Zylinder mit sich, wobei die Rückstellung des Kolbens in seine Ausgangslage beim Ablassen des Hydraulikmittels aus der Tasche des Kunststoffkörpers keinerlei Schwierigkeiten ergibt, weil ja wegen der Beschränkung der Verformung des Kunststoffkörpers auf einen Umfangsbereich entlang der Topf- wand die Tasche des Kunststoffkörpers durch ein Absenken des kolbenseitigen Kunststoffkδrperteiles auf die Trennwand ohne weiteres wieder geschlossen werden kann.
Die an die Trennwand anschließende Ümfangswand bildet somit eine Führungswand für die Verformung des Kunststoff örpers, was eine entsprechende Wandhδhe voraussetzt, die den jewei- ligen Verhältnissen entsprechend gewählt werden kann. Damit die Ümfangswand ihre Führungsaufgaben erfüllen kann, muß ein Anhaften dieser Wand an dem Kunststoffkörper verhindert wer¬ den. Die Wand selbst kann aber sehr unterschiedlich ausgebil- det sein, wenn sichergestellt ist, daß sie den Verformungsbe¬ reich des Kunststoffkörpers bestimmt. Besonders einfache Kon¬ struktionsverhältnisse ergeben sich jedoch, wenn die ümfangs¬ wand aus einem hochgezogenen Randabschnitt der Trennwand be¬ steht.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen topfartigen Hydraulikzylinder in einem schematischen Axialschnitt ohne Hydraulik- mittelbeaufschlagung und
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung des Hydrau¬ likzylinders, jedoch mit einer Hydraulikmittelbeauf¬ schlagung.
Der dargestellte topfartige Hydraulikzylinder besteht im we¬ sentlichen aus einem Zylindertopf 1 und einem einen Topfdek- kel bildenden Kolben 2, der eine an der Topfwand anliegende Kolbendichtung 3 trägt. Der sich zwischen dem Zylindertopf 1 und dem Kolben 2 ergebende Druckraum ist mit einem gummi- elastischen Kunststoffkörper 4 ausgefüllt, das mit Abstand vom Topfboden 5 eine bodenparallele Tasche 6 bildet, in der eine bodenparallele Trennwand 7 als Taschenboden eingesetzt ist. Diese Trennwand 7 ist einstückig mit einem in den Kunst¬ stoffkδrper 4 axial vorragenden Bodenansatz 8 verbunden, durch den eine in die Tasche 6 mündende Druckleitung 9 für ein Hydraulikmittel geführt ist. Zum Unterschied zu bekann¬ ten Topflagern dieser Art ist die Trennwand 7 jedoch mit einer außen anschließenden Umfangwand 10 versehen, die gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einem hochgezogenen Randabchnitt der Trennwand 7 besteht. Diese ümfangswand 10, die nicht an dem Kunststoffkörper 4 anhaftet, trennt von dem übrigen Kunst- stoffkörper einen Umfangsbereich ab, der bei einer Hydraulik¬ mittelbeaufschlagung des Hydraulikzylinders die wesentliche Verformung erfährt, wie dies in der Fig. 2 veranschaulicht ist.
Das in die Tasche 6 gedrückte Hydraulikmittel bildet dabei unter Aufweitung der Tasche oberhalb der Trennwand 7 eine im wesentlichen durch die ümfangswand 10 begrenzte Hydraulikmit¬ telblase, über die der kolbenseitige Teil des Kunststoffkör- pers 4 und damit der Kolben 2 angehoben wird. Wie der Fig. 2 außerdem zu entnehmen ist, kann sich zufolge der Beschrän¬ kung der Verformung des Kunststoffkörpers auf einen Umfangs¬ bereich keine das Absenken des Kolbens 2 beeinträchtigende Verformung des Kunststoffkörpers einstellen, so daß mit dem Ablassen des Hydraulikmittels die Ausgangslage gemäß der Fig. 1 erreicht wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Topfartiger Hydraulikzylinder mit einem Zylinder¬ topf (1), einem Kolben (2) als Topfdeckel, einem den Druck¬ raum zwischen Zylindertopf (1) und Kolben (2) ausfüllenden gummielastischen Kunststoffkörper (4), der eine geschlossene Tasche (6) mit einer zumindest im wesentlichen bodenparalle¬ len Trennwand (7) als Taschenboden bildet, die mit wenig¬ stens einem axial in den Kunststoff örper (4) vorragenden Bodenansatz (8) des Zylindertopfes (1) verbunden ist, und mit wenigstens einer den Bodenansatz (8) und die Trennwand (7) durchsetzenden, in die Tasche (6) mündenden Druckleitung (9) für ein Hydraulikmittel, dadurch gekennzeichnet, daß an die Trennwand (7) eine gegen den Kolben (2) vorragende ümfangswand (10) anschließt.
2. Topfartiger Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ümfangswand (10) aus einem hochgezogenen Randabschnitt der Trennwand (7) besteht.
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