EP0717200A2 - Zylindereinheit - Google Patents

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EP0717200A2
EP0717200A2 EP95116659A EP95116659A EP0717200A2 EP 0717200 A2 EP0717200 A2 EP 0717200A2 EP 95116659 A EP95116659 A EP 95116659A EP 95116659 A EP95116659 A EP 95116659A EP 0717200 A2 EP0717200 A2 EP 0717200A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
piston rod
cylinder unit
spring
stop
Prior art date
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Granted
Application number
EP95116659A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0717200B1 (de
EP0717200A3 (de
Inventor
Dieter Frank
Horst Deike
Erwin Dr. Petersen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF CV Systems Hannover GmbH
Original Assignee
Wabco GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wabco GmbH filed Critical Wabco GmbH
Publication of EP0717200A2 publication Critical patent/EP0717200A2/de
Publication of EP0717200A3 publication Critical patent/EP0717200A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0717200B1 publication Critical patent/EP0717200B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/148—Lost-motion means between the piston and the output

Definitions

  • the invention relates to a cylinder unit according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 38 42 348 A1 shows such a cylinder unit, there called “control cylinder”.
  • control cylinder the piston surface and the characteristics of a spring acting on the piston against the pressure supplied are matched to one another such that this cylinder unit delivers a piston rod stroke within its working range, the size of which depends on the pressure supplied.
  • the invention has for its object to develop a cylinder unit of the type mentioned with simple means so that it allows a limitation of its piston rod stroke to the existing value when a predetermined piston rod force occurs.
  • the invention is suitable in all technical fields for moving objects to which a piston rod force may only be exerted up to a maximum value.
  • a piston rod force may only be exerted up to a maximum value.
  • Such a compensating element is described, for example, in Chapter 9.2 in connection with Figure 18 of the WABCO publication "The integrated safety system for commercial vehicles. Anti-lock braking system ABS with traction control system ASR", edition 3.87.
  • the invention offers a solution without such a compensating element and thus offers a considerable cost advantage. With the elimination of the compensating element, the invention also offers the advantage of requiring less space.
  • the invention can be used in connection with all pressure media. Compressed air is of particular practical importance as a pressure medium.
  • FIG. 1 shows a cylinder unit in the upper half of the picture and a further development of the same in the lower half of the picture.
  • a piston (6) is guided in the cylinder unit between two housing stops (3) and (9) so as to be longitudinally displaceable and sealed by means of a sealing element (5).
  • the housing stops (3) and (9) limit the displaceability of the piston.
  • the possible piston stroke that the working area of the cylinder unit is defined, the distance between the housing stops (3, 9) minus the piston length measured between the housing stops (3, 9).
  • the piston (6) divides the inside of the housing into a pressure chamber (2) and a spring chamber (8) by means of the sealing element (5).
  • the end face of the piston (6) facing the pressure chamber (2) is a piston face (15) delimiting the pressure chamber (2).
  • the pressure chamber (2) is delimited by a housing surface (19) opposite the piston surface (15) and the spring chamber (8) is delimited by a housing base (not shown in more detail).
  • the pressure chamber (2) and the piston surface (15) can be pressurized by supplying pressure medium via a housing connection (1) into the pressure chamber (2).
  • the spring chamber (8) is ventilated via a breathing opening (10) provided in the housing base and is therefore under ambient pressure, which is generally equal to the atmospheric pressure.
  • the breathing opening (10) is provided with a filter, not specified.
  • a spring (12) is arranged in the spring chamber (8) and is caught between the side of the piston (6) facing away from the piston surface (15) and the housing base.
  • the cylinder unit also has a piston rod (11), one end of which protrudes into the pressure chamber (2).
  • the piston rod (11) first penetrates the piston (6), then the spring chamber (8) and the housing bottom that closes the spring chamber (8) and ends outside the housing (7).
  • the piston rod (11) is slidably guided in the piston (6) and in the housing base.
  • the piston rod (11) is guided in the piston (6) by means of a sealing element (4) so that no pressure medium can escape from the pressure chamber (2) along this guide.
  • An unspecified sealing element in the housing base serves for protection against the ingress of dirt and moisture into the interior of the housing.
  • the piston rod (11) At its end located in the pressure chamber (2), the piston rod (11) has a head (17). Its end face facing the piston (6) forms a stop (18) opposite the piston face (15). This stop (18) is shown in engagement with a region of the piston surface (15) which forms a piston-side stop (16). If both stops (16 and 18) are in engagement, they limit the displaceability of the piston rod (11) relative to the piston (6) in the effective direction of the pressure acting on the piston surface (15).
  • the cylinder unit functions as follows.
  • the pressure acting on the piston surface (15) also acts on the cross section of the piston rod (11), which is enclosed by the sealing element (4) between the piston (6) and the piston rod (11). Therefore, the pressure generates a piston rod force which prestresses the stop (18) of the piston rod (11) and the stop (16) of the piston (6). First, this piston rod force supports the piston force generated by the pressure and causes the piston rod (11) to move with the piston (6). The piston (6) thus drives the piston rod (11) only indirectly.
  • the piston stroke or piston rod stroke covered during the displacement of piston (6) and piston rod (11) is equal to the spring travel. Since the spring stiffness is invariable for a given cylinder unit, it can be said for this cylinder unit that the piston stroke or the piston rod stroke essentially depend on the pressure supplied. The restriction "essentially” is necessary because the frictional force of the sealing element (5) between the piston and the housing (7) influences the above-mentioned dependency, albeit to a negligible extent.
  • the piston rod (11) When displaced, the piston rod (11) is able to exert a force on an object moved by it up to the magnitude of the piston rod force exerted on it by the pressure plus the frictional force of the sealing element (4). If the object absorbs this force, the joint displacement of the piston rod (11) and piston (6) ends.
  • the behavior of the piston rod (11) with further displacement of the piston (6) depends on the force which the object it is moving can absorb.
  • the pressure increase required for further displacement of the piston also increases the piston rod force. If the object moved by the piston rod (11) is able to fully absorb the increase in the piston rod force, for example because it runs against a stop, the piston rod (11) stops. If the object exerts a force on the piston rod (11) against the force generated by the pressure of the piston rod plus the frictional force of the sealing element (5), the piston rod (11) can also be moved in the opposite direction to the piston (6). If, on the other hand, the object is not able to fully absorb the increase in the piston rod force, the piston rod (11) is displaced independently of the piston (6) until its stop (18) is re-applied to the piston-side stop (16).
  • the force biasing the stops (16 and 18) of the piston (6) and the piston rod (11) is partially generated by a biasing spring. This is caught between the piston (6) and the piston rod (11).
  • a spring plate (13) is attached to the part of the piston rod (11) located within the spring chamber (8).
  • the biasing spring (14) is caught between this spring plate (13) and a part of the piston (6) which is not described in any more detail.
  • the biasing spring (14) is designed as a compression spring.
  • the preload spring (14) therefore represents a particularly simple means of adapting the cylinder unit to different applications.
  • the stop of the piston rod (22) opposite the piston-side stop (16) within the pressure chamber (2) is not on a head formed on the piston rod (22) but on a groove in the piston rod in the usual way (22) embedded axial securing element (20) arranged.
  • the piston rod (22) is hollow over part of its length.
  • the prestressing spring (21) is arranged in the resulting cavity.
  • the biasing spring (21) again designed as a compression spring, is between the end face of the cavity within the piston rod and the housing wall (19) opposite the piston face (15), caught between the piston rod and a housing wall.
  • this exemplary embodiment coincides with that of the lower half of FIG. 1. Also in the exemplary embodiment according to FIG. 2, the piston (6) drives the piston rod (22) only indirectly.
  • FIG. 3 shows in the upper half of the picture and in the lower half of the picture different configurations of an exemplary embodiment for applications in which no pressure-related piston rod force is required and / or desired. It is characteristic of both configurations that the piston rod designated in the upper half of the figure with (26) and in the lower half with (27) with its end penetrating the piston (6) seals into a housing part (23, 25) opposite the piston surface (15) ) penetrates.
  • This housing part (23, 25) consists of a housing wall (25) opposite the piston surface (15) and an adjoining housing cavity (23).
  • a sealing element (24) in the housing wall (25) serves for sealing.
  • the cross section of the piston rod (26 or 27) enclosed by the sealing element (24) is equal to the cross section enclosed by the sealing element (4) between the piston (6) and the piston rod (26 or 27). Therefore, no pressure-related piston rod force occurs in the illustrated embodiment. In this case, the preload must only be applied by the preload spring.
  • the diameter of the piston rod (26, 27) in the area of the sealing element (24) can be reduced, so that the sealing element ( 24) enclosed cross section smaller than the cross section of the piston rod (26, 27) enclosed by the sealing element (4) and a pressure-related residual piston rod force remains.
  • the piston rod (26, 27) enters the housing cavity (23), which is secured against pressure build-up by means of a breathing opening (28) which is protected against the ingress of dirt and moisture. It goes without saying that the cavity (23) must be dimensioned sufficiently in the direction of displacement to ensure that the end position of the piston (16) and piston rod (26, 27) is reached.
  • this exemplary embodiment is based on the solution according to the lower half of FIG. 1 in the upper half of the figure and on the solution according to FIG. 2 in the lower half of the figure.
  • the biasing spring (21) is caught between the end face of the cavity in the piston rod (27) and the bottom of the housing cavity (23).
  • this exemplary embodiment can also be formed without the housing cavity (23) receiving the piston rod (26, 27).
  • the piston rod (26, 27) would end freely and be displaceable beyond the housing wall (25) receiving the sealing element (24).
  • the biasing spring (21) shown in the lower half of the figure the biasing spring (21) would have to be intercepted on another suitable surface, for example a neighboring component, instead of on the bottom of the housing cavity (23).
  • Examples of applications of the cylinder unit according to the invention include devices for traction control or for actuating an exhaust gas throttle valve from the field of vehicle technology.
  • the invention saves the separate compensating element mentioned in the above-mentioned WABCO publication.
  • An exhaust throttle valve serves to reinforce the braking effect of the drive motor.
  • the cylinder unit serves to close the exhaust gas throttle valve and to limit the exhaust gas back pressure which occurs upstream of the exhaust gas throttle valve.
  • the exhaust gas throttle valve exerts a force on the piston rod of the cylinder device which is equal to or outweighs the piston rod force based on the mutual prestressing of the stops of the piston rod and the piston, and thereby a complete closing of the exhaust gas throttle valve even when it is fully possible Piston stroke prevented.

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Abstract

2.1. Zur Verhinderung von Überlastungen eines von einer Zylindereinheit bewegten Gegenstands ist es bekannt, in der Verbindung zwischen dem bewegten Gegenstand und der Zylindereinheit ein getrenntes Ausgleichsglied anzuordnen. Das Ausgleichsglied verursacht Kosten. 2.2. Die Erfindung schlägt vor, zur Vermeidung eines getrennten Ausgleichsglieds die Kolbenstange (11) gegenüber dem Kolben (6) begrenzt verschiebbar anzuordnen, die Begrenzung der Verschiebbarkeit in Wirkrichtung des den Kolben (6) beaufschlagenden Drucks durch Anschläge (16, 18) zum begrenzen und die Anschläge (16, 18) mit vorbestimmter Kraft gegeneinander vorzuspannen. 2.3. Ein Anwendungsgebiet der Erfindung sind Einrichtungen zur Antriebs-Schlupf-Regelung in der Fahrzeugtechnik. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zylindereinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine derartige Zylindereinheit, dort "Regelzylinder" genannt, zeigt die DE 38 42 348 A1. In dieser Zylindereinheit sind die Kolbenfläche und die Charakteristik einer den Kolben entgegen dem zugeführten Druck beaufschlagenden Feder so aufeinander abgestimmt, daß diese Zylindereinheit innerhalb ihres Arbeitsbereiches einen Kolbenstangenhub liefert, dessen Größe von dem zugeführten Druck abhängt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylindereinheit der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so fortzubilden, daß sie beim Auftreten einer vorbestimmten Kolbenstangenkraft eine Begrenzung ihres Kolbenstangenhubs auf den gerade vorhandenen Wert ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung eignet sich auf allen technischen Gebieten zur Bewegung von Gegenständen, auf die eine Kolbenstangenkraft nur bis zu einem Höchstwert ausgeübt werden darf. In diesen Fällen war es bisher üblich, zwischen der Kolbenstange der bekannten Zylindereinheit und dem zu bewegenden Gegenstand ein getrenntes Ausgleichsglied vorzusehen, welches beim Auftreten der besagten Höchstkraft den weiteren Kolbenstangenhub elastisch aufnimmt.
  • Ein solches Ausgleichsglied ist beispielsweise in Kapitel 9.2 in Verbindung mit Abbildung 18 der WABCO-Druckschrift "Das integrierte Sicherheitssystem für Nutzfahrzeuge. Anti-Blockier-System ABS mit Antriebs-Schlupf-Regelung ASR", Ausgabe 3.87, beschrieben. Die Erfindung bietet eine Lösung ohne ein solches Ausgleichsglied und bietet damit einen erheblichen Kostenvorteil. Mit dem Entfall des Ausgleichsglieds bietet die Erfindung auch den Vorteil geringeren Raumbedarfs.
  • Die Erfindung läßt sich in Verbindung mit allen Druckmitteln einsetzen. Von besonderer praktischer Bedeutung als Druckmittel ist Druckluft.
  • Weitere Vorteile der Erfindung werden in deren nunmehr folgender Erläuterung anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele angegeben.
  • Unter durchgehender Verwendung gleicher Bezugszeichen für Bauteile mit gleichen Funktionen zeigen
    • Figur 1
    zwei Ausgestaltungen einer Zylindereinheit,
    Figur 2
    eine andere Zylindereinheit,
    Figur 3
    zwei Ausgestaltungen einer weiteren Zylindereinheit.
  • Figur 1 zeigt in der oberen Bildhälfte eine Zylindereinheit und in der unteren Bildhälfte eine Fortbildung derselben.
  • In der Zylindereinheit ist im Innenraum eines Gehäuses (7) ein Kolben (6) zwischen zwei Gehäuseanschlägen (3) und (9) längsverschieblich und mittels eines Dichtelements (5) abgedichtet geführt. Die Gehäuseanschläge (3) und (9) begrenzen die Verschiebbarkeit des Kolbens. Der mögliche Kolbenhub, der den Arbeitsbereich der Zylindereinheit definiert, ist der Abstand der Gehäuseanschläge (3, 9) abzüglich der zwischen den Gehäuseanschlägen (3, 9) gemessenen Kolbenlänge.
  • Mittels des Dichtelements (5) unterteilt der Kolben (6) das Gehäuseinnere in eine Druckkammer (2) und einen Federraum (8). Die der Druckkammer (2) zugewandte Stirnfläche des Kolbens (6) ist eine die Druckkammer (2) begrenzende Kolbenfläche (15). Andererseits werden die Druckkammer (2) von einer der Kolbenfläche (15) gegenüberstehenden Gehäusefläche (19) und der Federraum (8) von einem nicht näher bezeichneten Gehäuseboden begrenzt.
  • Die Druckkammer (2) und die Kolbenfläche (15) sind durch Zuführung von Druckmittel über einen Gehäuseanschluß (1) in die Druckkammer (2) mit Druck beaufschlagbar. Der Federraum (8) wird über eine im Gehäuseboden vorgesehene Atmungsöffnung (10) beatmet und steht daher unter Umgebungsdruck, der im allgemeinen gleich dem Atmosphärendruck ist. Zum Schutz gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit ist die Atmungsöffnung (10) mit einem nicht näher bezeichneten Filter versehen. In dem Federraum (8) ist eine Feder (12) angeordnet, die zwischen der der Kolbenfläche (15) abgewandten Seite des Kolbens (6) und dem Gehäuseboden gefangen ist.
  • Die Zylindereinheit weist ferner eine Kolbenstange (11) auf, deren eines Ende in die Druckkammer (2) hineinragt. Ausgehend von diesem Ende durchdringt die Kolbenstange (11) zunächst den Kolben (6), dann den Federraum (8) sowie den den Federraum (8) abschließenden Gehäuseboden und endet außerhalb des Gehäuses (7). Die Kolbenstange (11) ist in dem Kolben (6) und in dem Gehäuseboden verschiebbar geführt. Die Führung der Kolbenstange (11) im Kolben (6) erfolgt mittels eines Dichtelements (4) abgedichtet, so daß kein Druckmittel entlang dieser Führung aus der Druckkammer (2) entweichen kann. Ein nicht bezeichnetes Dichtelement im Gehäuseboden dient dem Schutz gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Gehäuseinnere.
  • An ihrem in der Druckkammer (2) befindlichen Ende weist die Kolbenstange (11) einen Kopf (17) auf. Dessen dem Kolben (6) zugewandte Stirnfläche bildet einen der Kolbenfläche (15) gegenüberstehenden Anschlag (18). Dieser Anschlag (18) steht in der Darstellung mit einem Bereich der Kolbenfläche (15) in Eingriff, der einen kolbenseitigen Anschlag (16) bildet. Befinden sich beide Anschläge (16 und 18) im Eingriff, begrenzen sie die Verschiebbarkeit der Kolbenstange (11) gegenüber dem Kolben (6) in Wirkrichtung des die Kolbenfläche (15) beaufschlagenden Drucks.
  • In der bisher beschriebenen Grundausführung funktioniert die Zylindereinheit wie folgt.
  • In dem dargestellten Ruhezustand der Zylindereinheit, d. h. solange in der Druckkammer (2) kein höherer Druck als in dem Federraum (8) herrscht, drückt die Feder (12) den Kolben (6) gegen den in der Darstellung links befindlichen Gehäuseanschlag (3), der die Ruhelage des Kolbens (6) und damit den Kolbenhub Null definiert. Der Kolben (6) hat in dieser Lage die Kolbenstange (11) über die Anschläge (16, 18) in ihre Ruhelage mit dem Kolbenstangenhub Null mitgenommen.
  • Werden nun die Druckkammer (2) und damit die Kolbenfläche (15) mit Druck beaufschlagt, so verschiebt die dadurch am Kolben (6) entstehende Kolbenkraft nach Überwindung der durch das Dichtelement (5) hervorgerufenen Reibkraft den Kolben (6) gegen die Kraft der Feder (12) in der Darstellung nach rechts in Richtung des Gehäuseanschlags (9). Dabei wird die Feder (12) um einen Federweg zusammengedrückt, der in bekannter Weise von ihrer Federsteife und dem Druck abhängt.
  • Der die Kolbenfläche (15) beaufschlagende Druck lastet auch auf dem Querschnitt der Kolbenstange (11), der von dem Dichtelement (4) zwischen Kolben (6) und Kolbenstange (11) eingeschlossen ist. Deshalb erzeugt der Druck eine den Anschlag (18) der Kolbenstange (11) und den Anschlag (16) des Kolbens (6) vorspannende Kolbenstangenkraft. Zunächst unterstützt diese Kolbenstangenkraft die durch den Druck erzeugte Kolbenkraft und bewirkt, daß die Kolbenstange (11) sich mit dem Kolben (6) verschiebt. Der Kolben (6) treibt also die Kolbenstange (11) nur indirekt an.
  • Der bei der Verschiebung von Kolben (6) und Kolbenstange (11) zurückgelegte Kolbenhub bzw. Kolbenstangenhub ist gleich dem Federweg. Da für eine gegebene Zylindereinheit die Federsteife eine unveränderliche Größe ist, kann für diese Zylindereinheit gesagt werden, daß der Kolbenhub bzw. der Kolbenstangenhub im wesentlichen von dem zugeführten Druck abhängen. Die Einschränkung "im wesentlichen" ist deshalb geboten, weil die Reibkraft des Dichtelements (5) zwischen Kolben und Gehäuse (7) die genannte Abhängigkeit, wenn auch in einem vernachlässigbaren Umfang, beeinflußt.
  • Die vorstehend beschriebene Verschiebung von Kolben (6) und Kolbenstange (11) endet, wenn der die Kolbenfläche (15) und die Kolbenstange (11) beaufschlagende Druck ausreicht, den Kolben (6) bis zur Anlage an den in der Darstellung rechts befindlichen Gehäuseanschlag (9) zu verschieben und damit den Arbeitsbereich der Zylindereinheit voll auszunutzen.
  • Bei ihrer Verschiebung ist die Kolbenstange (11) in der Lage, auf einen von ihr bewegten Gegenstand eine Kraft bis zu der Größe der auf sie von dem Druck ausgeübten Kolbenstangenkraft zuzüglich der Reibkraft des Dichtelements (4) auszuüben. Nimmt der Gegenstand diese Kraft auf, endet die gemeinsame Verschiebung von Kolbenstange (11) und Kolben (6).
  • Das Verhalten der Kolbenstange (11) bei weiterer Verschiebung des Kolbens (6) hängt davon ab, welche Kraft der von ihr bewegte Gegenstand aufzunehmen vermag. Die zur weiteren Verschiebung des Kolbens erforderliche Druckerhöhung erhöht nämlich auch die Kolbenstangenkraft. Ist der von der Kolbenstange (11) bewegte Gegenstand in der Lage, etwa weil er gegen einen Anschlag läuft, die Erhöhung der Kolbenstangenkraft voll aufzunehmen, so bleibt die Kolbenstange (11) stehen. Übt der Gegenstand auf die Kolbenstange (11) entgegen der von dem Druck erzeugten Kolbenstangenkraft eine diese zuzüglich der Reibkraft des Dichtelements (5) überwiegende Kraft aus, so ist die Kolbenstange (11) auch gegenläufig zum Kolben (6) verschiebbar. Ist hingegen der Gegenstand nicht in der Lage, die Erhöhung der Kolbenstangenkraft voll aufzunehmen, so wird die Kolbenstange (11) bis zum Wiederanlegen ihres Anschlags (18) an den kolbenseitigen Anschlag (16) unabhängig von dem Kolben (6) verschoben.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, daß auch bei einer Zylindereinheit nach dem Stand der Technik mit fester Verbindung zwischen Kolben und Kolbenstange die Verschiebung der Kolbenstange endet, wenn der von letzterer bewegte Gegenstand gegen einen Anschlag läuft. Allerdings werden in diesem Fall der Gegenstand und der Anschlag mit der vollen Kolbenkraft, bei der erfindungsgemäßen Zylindereinheit hingegen nur mit der druckbedingten Kolbenstangenkraft zuzüglich der Reibkraft des Dichtelements (4) belastet. Die erfindungsgemäße Zylindereinheit ermöglicht also den Einsatz eines großen Kolbens (6) mit entsprechend großen Kolben- und Federkräften und dadurch mit gutem Ansprechverhalten sowie guter Abstufbarkeit bei trotzdem geringer Kolbenstangenkraft.
  • In einer in der unteren Bildhälfte dargestellten Fortbildung der Zylindereinheit wird die die Anschläge (16 und 18) des Kolbens (6) und der Kolbenstange (11) vorspannende Kraft teilweise von einer Vorspannfeder erzeugt. Diese ist zwischen dem Kolben (6) und der Kolbenstange (11) gefangen. Zu diesem Zweck ist auf dem innerhalb des Federraums (8) befindlichen Teil der Kolbenstange (11) ein Federteller (13) angebracht. Zwischen diesem Federteller (13) und einem nicht näher bezeichneten Teil des Kolbens (6) ist die Vorspannfeder (14) gefangen. Die Vorspannfeder (14) ist als Druckfeder ausgebildet. Sie spannt die Anschläge (16 und 18) des Kolbens (6) und der Kolbenstange (11) schon im drucklosen Zustand vor, stellt dadurch sicher, daß bei kleinen Drücken infolge von Wirkungen des von der Kolbenstange (11) bewegten Gegenstands die Kolbenstange (11) nicht gegenüber dem Kolben (6) zurückbleiben kann, und verbessert dadurch das Ansprechverhalten der Zylindereinheit. Die von der Vorspannfeder (14) über den Federteller (13) auf die Kolbenstange (11) ausgeübte Kraft unterstützt die druckbedingte Kolbenstangenkraft und bietet damit die Möglichkeit, bei unverändertem Kolbenstangendurchmesser die Größe der auf den von der Kolbenstange (11) bewegten Gegenstand ausübbaren Kolbenstangenkraft zu variieren. Die Vorspannfeder (14) stellt deshalb ein besonders einfaches Mittel zur Anpassung der Zylindereinheit an unterschiedliche Einsatzfälle dar.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist der dem kolbenseitigen Anschlag (16) gegenüberstehende Anschlag der Kolbenstange (22) innerhalb der Druckkammer (2) nicht an einem an der Kolbenstange (22) ausgebildeten Kopf, sondern an einem in üblicher Weise in eine Nut der Kolbenstange (22) eingelassenen Axialsicherungselement (20) angeordnet.
  • Außerdem ist in diesem Ausführungsbeispiel die Kolbenstange (22) auf einem Teil ihrer Länge hohl ausgebildet. In dem dadurch entstandenen Hohlraum ist die Vorspannfeder (21) angeordnet. Die wieder als Druckfeder ausgebildete Vorspannfeder (21) ist zwischen der Stirnfläche des Hohlraums innerhalb der Kolbenstange und der der Kolbenfläche (15) gegenüberstehenden Gehäusewand (19), also zwischen der Kolbenstange und einer Gehäusewand, gefangen.
  • Im übrigen Aufbau und in der Wirkungsweise deckt sich dieses Ausführungsbeispiel mit demjenigen der unteren Bildhälfte der Figur 1. Auch in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 treibt der Kolben (6) die Kolbenstange (22) nur indirekt an.
  • Figur 3 zeigt in der oberen Bildhälfte und in der unteren Bildhälfte verschiedene Ausgestaltungen eines Ausführungsbeispiels für Einsatzfälle, in denen keine druckbedingte Kolbenstangenkraft erforderlich und/oder erwünscht ist. Charakteristisch für beide Ausgestaltungen ist, daß die in der oberen Bildhälfte mit (26) und in der unteren Bildhälfte mit (27) bezeichnete Kolbenstange mit ihrem den Kolben (6) durchdringenden Ende abgedichtet in einen der Kolbenfläche (15) gegenüberstehenden Gehäuseteil (23, 25) eindringt. Dieser Gehäuseteil (23, 25) besteht aus einer der Kolbenfläche (15) gegenüberstehenden Gehäusewand (25) und einem daran anschließenden Gehäusehohlraum (23). Der Abdichtung dient ein Dichtelement (24) in der Gehäusewand (25).
  • Im Ausführungsbeispiel ist der von dem Dichtelement (24) eingeschlossene Querschnitt der Kolbenstange (26 bzw 27) gleich dem von dem Dichtelement (4) zwischen dem Kolben (6) und der Kolbenstange (26 bzw. 27) eingeschlossenen Querschnitt. Deshalb tritt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel überhaupt keine druckbedingte Kolbenstangenkraft auf. Die Vorspannung muß in diesem Fall ausschließlich von der Vorspannfeder aufgebracht werden.
  • In nicht dargestellter Weise kann für Einsatzfälle, in denen nur eine Verringerung der druckbedingten Kolbenstangenkraft angestrebt wird und/oder erwünscht ist, der Durchmesser der Kolbenstange (26, 27) im Bereich des Dichtelements (24) verkleinert sein, so daß der von dem Dichtelement (24) eingeschlossene Querschnitt kleiner als der von dem Dichtelement (4) eingeschlossene Querschnitt der Kolbenstange (26, 27) ist und eine druckbedingte Rest-Kolbenstangenkraft verbleibt.
  • Jenseits der das Dichtelement (24) aufnehmenden Gehäusewand (25) tritt die Kolbenstange (26, 27) in den Gehäusehohlraum (23) ein, der mittels einer gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit geschützten Atmungsöffnung (28) gegen einen Druckaufbau gesichert ist. Es versteht sich, daß der Hohlraum (23) in Verschieberichtung ausreichend bemessen sein muß, das Erreichen der Endlage von Kolben (16) und Kolbenstange (26, 27) zu gewährleisten.
  • Hinsichtlich der Anordnung der Vorspannfeder lehnt sich dieses Ausführungsbeispiel in der oberen Bildhälfte an die Lösung gemäß der unteren Bildhälfte der Figur 1 und in der unteren Bildhälfte an die Lösung gemäß Figur 2 an. Dabei ist in der unteren Bildhälfte die Vorspannfeder (21) zwischen der Stirnseite des Hohlraums in der Kolbenstange (27) und dem Boden des Gehäusehohlraums (23) gefangen.
  • In nicht dargestellter Weise kann dieses Ausführungsbeispiel auch ohne den die Kolbenstange (26, 27) aufnehmenden Gehäusehohlraum (23) ausgebildet werden. Die Kolbenstange (26, 27) würde in diesem Fall jenseits der das Dichtelement (24) aufnehmenden Gehäusewand (25) frei enden und verschiebbar sein. Bei Durchführung der in der unteren Bildhälfte dargestellten Anordnung der Vorspannfeder (21) müßte in diesem Fall die Vorspannfeder (21) statt am Boden des Gehäusehohlraums (23) an einer anderen geeigneten Fläche, beispielsweise eines Nachbar-Bauteils, abgefangen werden.
  • Als Anwendungsfälle der erfindungsgemäßen Zylindereinheit seien beispielhaft aus dem Gebiet der Fahrzeugtechnik Einrichtungen zur Antriebs-Schlupf-Regelung oder zur Betätigung einer Abgasdrosselklappe erwähnt. In der Einrichtung zur Antriebs-Schlupf-Regelung erspart die Erfindung das in der oben genanten WABCO-Druckschrift erwähnte getrennte Ausgleichsglied. Eine Abgasdrosselklappe dient der Verstärkung der Bremswirkung des Antriebsmotors. In der Einrichtung zur Betätigung einer solchen Abgasdrosselklappe dient die Zylindereinheit dem Schließen der Abgasdrosselklappe und der Begrenzung des stromaufwärts der Abgasdrosselklappe auftretenden Abgas-Staudrucks. Wenn nämlich dieser Staudruck einen Grenzwert erreicht, übt die Abgasdrosselklappe auf die Kolbenstange der Zylindereinrichtung eine Kraft aus, welche der auf der gegenseitigen Vorspannung der Anschläge von Kolbenstange und Kolben beruhenden Kolbenstangenkraft gleich ist oder diese überwiegt und dadurch ein vollständiges Schließen der Abgasdrosselklappe auch bei vollem möglichem Kolbenhub verhindert.
  • Der Fachmann erkennt, daß die vorstehend zu einem Ausführungsbeispiel gemachten Ausführungen für die anderen Ausführungsbeispiele entsprechend mit gelten, sofern sich aus diesen Ausführungen nichts Widersprechendes ergibt.
  • Der Fachmann erkennt auch, daß sich der Schutzbereich der Erfindung nicht in den Ausführungsbeispielen erschöpft, sondern vielmehr alle Ausgestaltungen erfaßt, deren Merkmale sich den Patentansprüchen unterordnen.

Claims (7)

  1. Zylindereinheit mit einem eine druckbeaufschlagbare Kolbenfläche (15) aufweisenden Kolben (6) und einer Kolbenstange (11; 22; 26, 27)
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Kolbenstange (11; 22; 26, 27) gegenüber dem Kolben (6) verschiebbar ist,
    die Verschiebbarkeit der Kolbenstange (11; 22; 26, 27) in Wirkrichtung des die Kolbenfläche (15) beaufschlagenden Drucks durch Anschläge (16, 18) an dem Kolben (6) und an der Kolbenstange (11; 22; 26, 27) begrenzt ist,
    die Anschläge (16, 18) mit vorbestimmter Kraft gegeneinander vorgespannt sind.
  2. Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kolbenstange (11; 22; 26, 27) den Kolben (6) abgedichtet durchdringt und der an ihr angeordnete Anschlag (18) der wenigstens teilweise als kolbenseitiger Anschlag (16) dienenden Kolbenfläche (15) gegenübersteht.
  3. Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die die Anschläge (16, 18) vorspannende Kraft wenigstens teilweise von einer Vorspannfeder (14; 21) erzeugt wird.
  4. Zylindereinheit nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorspannfeder (14) zwischen dem Kolben (6) und der Kolbenstange (11) gefangen ist.
  5. Zylindereinheit nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Feder (21) zwischen der Kolbenstange (22; 27) und einer der Kolbenfläche (15) gegenüberstehenden Gehäusefläche (19) gefangen ist.
  6. Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kolbenstange (26, 27) den Kolben (6) abgedichtet durchdringt und der an ihr angeordnete Anschlag der wenigstens teilweise als kolbenseitiger Anschlag dienenden Kolbenfläche (15) gegenübersteht, und daß die Kolbenstange (26, 27) mit ihrem den Kolben durchdringenden Ende abgedichtet in einen der Kolbenfläche (15) gegenüberstehende Gehäuseteil (23, 25) eindringt.
  7. Zylindereinheit nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Dichtquerschnitte der Kolbenstange (26, 27) in dem Kolben (6) und in dem Gehäuseteil gleich sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3450772B1 (de) * 2017-09-01 2024-02-14 Enerpac Tool Group Corp. Hybridfeder für einen hydraulikzylinder

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842348A1 (de) 1988-06-16 1989-12-21 Wabco Westinghouse Fahrzeug Antriebsschlupfregel- und fahrgeschwindigkeitsbegrenzungs-einrichtung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2128982A1 (de) * 1971-06-11 1973-01-04 Demag Ag Hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagter arbeitszylinder
DE2143712A1 (de) * 1971-09-01 1973-03-08 Westinghouse Bremsen Apparate Druckmittelbetaetigbarer arbeitszylinder mit endstellungsarretierung
DE3125127A1 (de) * 1981-06-26 1984-08-30 Wabco Fahrzeugbremsen Gmbh, 3000 Hannover Arbeitszylinder
FR2538468A1 (fr) * 1982-12-22 1984-06-29 Petroles Cie Francaise Verin-amortisseur hydraulique notamment pour equipement sous-marin
GB2141176B (en) * 1983-05-31 1986-11-26 Bendix Ltd Spring force applying tensional force actuators
DE3608791A1 (de) * 1986-03-15 1987-09-17 Teves Gmbh Alfred Vorrichtung zur steuerung der antriebsleistung eines fahrzeugmotors fuer kraftfahrzeuge mit vortriebsregelung

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3842348A1 (de) 1988-06-16 1989-12-21 Wabco Westinghouse Fahrzeug Antriebsschlupfregel- und fahrgeschwindigkeitsbegrenzungs-einrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3450772B1 (de) * 2017-09-01 2024-02-14 Enerpac Tool Group Corp. Hybridfeder für einen hydraulikzylinder
AU2018222981B2 (en) * 2017-09-01 2024-03-14 Enerpac Tool Group Corp. Hybrid spring for a hydraulic cylinder

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