EP0588779B1

EP0588779B1 - Hydraulikzylinder

Info

Publication number: EP0588779B1
Application number: EP93890157A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Kladiwa; Klaus Stolle; Gerhard Huber; Walter Kiefer
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1992-09-02
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1995-05-17
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: ATA175992A; DE59300205D1; US5375507A; FI933820A; ES2072173T3; AT401677B; EP0588779A1; FI933820A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder, mit einem Zylinderrohr, welches an einem Ende mit einem Boden und am anderen Ende mit einem Deckel versehen ist, wobei zur Verbindung zwischen Zylinderrohr einerseits und Deckel und Boden andererseits nutförmige Ausnehmungen an Deckel und Boden vorgesehen sind, in die ein Haltebereich des jeweiligen Endes des Zylinderrohres unter bleibender Verformung hineingedrückt ist.
Hydraulikzylinder der genannten Art sind beispielsweise aus der DE-A1 22 38 211 bzw. der DE-A1 40 02 558 bekannt und werden in hydraulisch betätigten bzw. gesteuerten Geräten insbesonders als Arbeitszylinder verwendet. Die genannte Art der Verbindung zwischen Zylinderrohr und Deckel bzw. Boden ermöglicht eine einfachere und kostengünstigere Herstellung als die in diesem Zusammenhang ebenfalls gebräuchlichen Lösungen der Verbindung mittels Schraubgewinde bzw. Löten oder Schweißen, was insbesonders bei Massenartikeln Vorteile bietet.
Während bei dem oben an erster Stelle angeführten bekannten Hydraulikzylinder das Zylinderrohr durch einfaches Umbiegen bzw. Umbördeln verengt ist und dadurch in eine an der Umfangsfläche vom Boden bzw. Deckel vorgesehene Nut eingreift, was keine besonders zuverlässige Verbindung ergibt und sich für hohe Arbeitsdrücke nicht eignet, ist bei dem an zweiter Stelle als bekannt angeführten Hydraulikzylinder eine Seite der nutförmigen Ausnehmung kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei das zugehörige Ende des Zylinderrohres durch Preßverformen derart in diese Ausnehmung eingedrückt wird, daß das Material des Zylinderrohres im Bereich der Nut einen gegen den Boden anliegenden ringförmigen Abschnitt sowie daran anschließend einen gegen die Kegelfläche anliegenden kegelförmigen Abschnitt bildet - nachteilig dabei ist, daß das Zylinderrohr bei höherer Belastung zumindest teilweise über die genannte Kegelfläche schlüpfen kann, womit sich zumindest eine Undichtheit wenn nicht ein Funktionsausfall ergibt.
Weiters ist beispielsweise aus der DE-U1 79 09 401 ein Druckmittel-Arbeitszylinder, insbesonders für Druckluft, bekannt, bei welchem das Ende des glatten Zylinderrohres durch in eine Ringnut des Deckels greifende Verformung befestigt ist, wobei die Druckabdichtung durch einen separaten, in der Ringnut angeordneten Dichtring erfolgt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hydraulikzylinder der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die angeführten Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden werden und daß insbesonders trotz einfacher und kostengünstiger Herstellung eine sichere Verbindung zwischen Zylinderrohr einerseits und Deckel und Boden andererseits gewährleistet werden kann.
Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Hydraulikzylinder der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß im Bereich des bezüglich der Längserstreckung des Zylinderrohres inneren Endes jedes Haltebereiches des unverformten Zylinderrohres eine Eindrehung vorgesehen ist, welche im verformten Zustand des Zylinderrohres über die zugehörige innere Kante der nutförmigen Ausnehmung greift. Diese Eindrehung, und insbesonders ihre bezüglich der Längserstreckung des Zylinderrohres äußere umlaufende Kante, die gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung scharfkantig ausgebildet ist, krallt sich beim Verpreßvorgang gewissermaßen in den Deckel bzw. Boden und insbesonders über die zugehörige innere Kante der nutförmigen Ausnehmung, womit sich eine hoch belastbare, formschlüssige Verbindung ergibt, zufolge der der Hydraulikzylinder auch mit weitaus höheren Betriebsdrücken als bei den bekannten Hydraulikzylindern der eingangs genannten Art noch sicher betrieben werden kann. Das Zylinderrohr kann auf diese Weise auch bei großen Druckbeaufschlagungen des Hydraulikzylinders nicht mehr einfach über die verpreßten Teile schlüpfen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können an jedem Ende des Zylinderrohres auch mehrere Haltebereiche mit Eindrehungen sowie mehrere zugehörige nutförmige Ausnehmungen vorgesehen sein, womit sich die zulässige Belastbarkeit der Verbindung weiter erhöht.
Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Zylinderrohr aus relativ hartem Werkstoff, insbesonders Stahl, und Boden und/oder Deckel aus relativ weichem Werkstoff, insbesonders Aluminium, besteht. Damit kann sich die Eindrehung - und hier insbesonders deren äußere Kante - beim Eindrück- bzw. Einpreßvorgang in den weicheren Werkstoff von Deckel bzw. Boden drücken bzw. krallen, was die Sicherheit und Dichtheit der Verbindung auf einfache Weise weiter erhöht und größere Möglichkeiten bei der Werkstoffauswahl zuläßt.
Eine andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Boden und/oder Deckel das zugehörige Ende des Zylinderrohres übergreifend ausgebildet sind und daß der jeweilige Haltebereich mit seiner außen am Zylinderrohr angebrachten Eindrehung von innen her in die nach innen offene nutförmige Ausnehmung gedrückt ist, was die Gestaltungs- und damit Anwendungsmöglichkeiten unter Beibehaltung der erzielten Vorteile erhöht.
Die Erfindung wird im folgenden noch anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt dabei einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgeführten Hydraulikzylinder, Fig. 2 eine Außenansicht auf einen Teil des Hydraulikzylinders nach Fig. 1, Fig. 3 ein Zylinderrohr zur Verwendung in einem Hydraulikzylinder nach den Fig. 1 bzw. 2 vor dem Verpressen mit Deckel bzw. Boden, Fig. 4 das vergrößerte Detail IV aus Fig. 3, Fig. 5 das vergrößerte Detail V aus Fig. 3, Fig. 6 eine separate Schnittzeichnung des Deckels des Hydraulikzylinders aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und Fig. 7 eine Vergrößerung des Details VII aus Fig. 6.
Der dargestellte Hydraulikzylinder weist ein Zylinderrohr 1 auf, in dem ein Kolben 2 in axialer Richtung geführt ist, dessen Kolbenstange 3 nach außen ragt und über ein eingeschraubtes Kolbenstangenauge 4 zur Betätigung von hier nicht weiter dargestellten Aggregaten dient. Der Hydraulikzylinder ist an einer Seite mittels eines in ein Ende 5 des Zylinderrohres 1 ragenden Bodens 6 und am anderen Ende 7 mittels eines das Zylinderrohr 1 übergreifenden Deckels 8 abgeschlossen, wobei sowohl am Boden 6 als auch am Deckel 8 Hydraulikanschlüsse 9 vorgesehen sind, welche über Leitungen 10 bzw. 11 mit dem Innenraum 12 des Zylinderrohres 1 in Verbindung stehen und zu dessen wechselseitiger Beaufschlagung mit Hydraulikmedium zur Betätigung des Kolbens 2 dienen. Der Vollständigkeit halber ist hier weiters noch auf eine Anlenkbohrung 13 zur Befestigung des Bodens 6 und damit des gesamten Hydraulikzylinders beispielsweise an einer hier nicht dargestellten Gehäusestelle oder dergleichen, sowie auf eine Dichtung 14 zur Abdichtung des Kolbens 2 im Zylinderrohr 1 und eine Dichtung 15 zur Abdichtung der Kolbenstange 3 relativ zum Deckel 8 zu verweisen.
Zur Verbindung zwischen Zylinderrohr 1 einerseits und Deckel 8 bzw. Boden 6 andererseits sind nutförmige Ausnehmungen 16, 17 an Deckel 8 und Boden 6 vorgesehen, in die ein Haltebereich 18, 19 des jeweiligen Endes 7, 5 des Zylinderrohres 1 unter bleibender Verformung hineingedrückt ist, was eine formschlüssige, sichere Verbindung auch bei hohen Betriebsdrücken ergibt. Zusätzlich sind im Bereich der Enden 5, 7 noch Dichtringe 20, 21 in zugehörige Nuten 22, 23 am Boden 6 bzw. Deckel 8 eingelegt.
In Fig. 2 sind die im Haltebereich 19 beim Hineindrücken des Endes 5 des Zyinderrohres 1 in die nutförmige Ausnehmung 17 von außen her auftretenden Preßmale 24 zu ersehen, die durch ein hier nicht dargestelltes, in radialer Richtung an vielen Stellen gleichzeitig auf das Ende 5 des Zylinderrohres 1 einwirkendes Preßwerkzeug entstehen, wodurch eine gleichmäßige Anlage des Haltebereiches 19 und damit eine feste und dichte Verbindung erzielt wird. Auf ähnliche, hier ebenfalls nicht ersichtliche Weise wird auch im Bereich des anderen Endes 7 des Zylinderrohres 1 ein gleichmäßiges Einpressen des Haltebereichs 18 in die nutförmige Ausnehmung 16 - hier natürlich von innen her - vorgenommen.
Aus Fig. 3 bis 5 ist ersichtlich, daß im Bereich 25 des bezüglich der Längserstreckung des Zylinderrohres 1 inneren Endes jedes Haltebereiches 18, 19 des unverformten Zylinderrohres 1 eine Eindrehung 26 vorgesehen ist, welche im verformten Zustand (siehe Fig. 1) des Zylinderrohres 1 über die zugehörige innere Kante 27 (siehe auch Fig. 6 und 7), 28 der nutförmigen Ausnehmungen 16, 17 greift. Diese Eindrehung 26, bzw. - wie bei der in Fig. 4 und 5 speziell dargestellten Ausformung derselben einsichtig ist - deren äußere, hier scharfe Kante 29, krallt sich beim Verpreßvorgang in den Werkstoff von Boden 6 bzw. Deckel 8, und zwar insbesonders ausgeprägt dann, wenn die beiden letztgenannten Teile aus weicherem Werkstoff, wie etwa Aluminium, bestehen. Es kommt auf diese Weise zu einer insbesonders in axialer Richtung wirkenden formschlüssigen Verbindung zwischen Zylinderrohr 1 und Boden 6 bzw. Deckel 8, sodaß der Hydraulikzylinder insgesamt mit weitaus höheren Betriebsdrücken als bisher für derartige Verbindungen üblich beaufschlagt werden kann.
Abweichend von der in den Fig. 4 bis 7 als Beispiel dargestellten konkreten Ausbildung der nutförmigen Ausnehmung 16 samt innerer Kante 27 einerseits und der Eindrehungen 26 samt ihrer äußeren Kante 29 andererseits sind im Rahmen der Erfindung natürlich auch andere Ausbildungen dieser Elemente denkbar und möglich. So dient etwa die Abschrägung 30 an der linken Seite der nutförmigen Ausnehmung 16 gemäß Fig. 7 dazu, der axialen Verkürzung des Zylinderrohres 1 beim Aufweiten durch das Verpressen entgegenzuwirken und damit Spiel zwischen den verpreßten Teilen auszuschalten.
Wesentlich ist nur, daß durch die Ausbildung der genannten Eindrehungen 26 im verformten Zustand des Zylinderrohres 1 das formschlüssige Übergreifen der inneren Kante 27 der nutförmigen Ausnehmung 16 verbessert wird, womit die angestrebte Verbesserung der Verbindung zwischen Zylinderrohr 1 und Boden 6 bzw. Deckel 8 in axialer Richtung erzielt wird.

Claims

Hydraulikzylinder, mit einem Zylinderrohr, welche an einem Ende mit einem Boden und am anderen Ende mit einem Deckel versehen ist, wobei zur Verbindung zwischen Zylinderrohr einerseits und Deckel und Boden andererseits nutförmige Ausnehmungen an Deckel und Boden vorgesehen sind, in die ein Haltebereich des jeweiligen Endes des Zylinderrohres unter bleibender Verformung hineingedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich (25) des bezüglich der Längserstreckung des Zylinderrohres (1) inneren Endes jedes Haltebereiches (18, 19) des unverformten Zylinderrohres (1) eine Eindrehung (26) vorgesehen ist, welche im verformten Zustand des Zylinderrohres (1) über die zugehörige innere Kante (27, 28) der nutförmigen Ausnehmung (16, 17) greift.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bezüglich der Längserstreckung des Zylinderrohres (1) äußere Kante (29) der Eindrehung (26) scharfkantig ausgebildet ist.
Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende (5, 7) des Zylinderrohres (1) mehrere Haltebereiche (18, 19) mit Eindrehungen (26) sowie mehrere zugehörige nutförmige Ausnehmungen (16, 17) vorgesehen sind.
Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (1) aus relativ hartem Werkstoff, insbesonders Stahl, und Boden (6) und/oder Deckel (8) aus relativ weichem Werkstoff, insbesonders Aluminium, besteht.
Hydraulikzylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Boden (6) und/oder Deckel (8) das zugehörige Ende (5,7) des Zylinderrohres (1) übergreifend ausgebildet sind und daß der jeweilige Haltebereich (18, 19) mit seiner außen am Zylinderrohr (1) angebrachten Eindrehung (26) von innen her in die nach innen offene nutförmige Ausnehmung (16, 17) gedrückt ist.