EP1403530B1 - Doppeltwirkender Arbeitszylinder - Google Patents

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EP1403530B1
EP1403530B1 EP20030450214 EP03450214A EP1403530B1 EP 1403530 B1 EP1403530 B1 EP 1403530B1 EP 20030450214 EP20030450214 EP 20030450214 EP 03450214 A EP03450214 A EP 03450214A EP 1403530 B1 EP1403530 B1 EP 1403530B1
Authority
EP
European Patent Office
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working cylinder
piston rod
gas spring
working
piston
Prior art date
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Application number
EP20030450214
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1403530A2 (de
EP1403530A3 (de
Inventor
Gerhard Huber
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Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
Original Assignee
Hoerbiger Automatisierungstechnik Holding GmbH
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Publication date
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Publication of EP1403530A3 publication Critical patent/EP1403530A3/de
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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
    • F15B15/1476—Special return means

Definitions

  • the invention relates to a double-acting cylinder with a displaceable by a working fluid in the cylinder housing in both longitudinal directions piston, with which piston a piston rod is connected, which is guided axially outwardly through the cover of the working cylinder, wherein the piston rod is hollow and coaxial within the hollow Piston rod is arranged a closed gas spring which is clamped between the piston rod and the bottom of the working cylinder.
  • a fan is described, the flap of which is operable via an assembly comprising a single acting pneumatic cylinder.
  • the opposite side of the pneumatically operable side is formed by a gas spring assembly formed by the hollow piston rod of the pneumatic working cylinder and a compressible volume of gas enclosed therein.
  • EP 1 225 345 A1 describes an arrangement of a hydraulic working cylinder and a coaxial, but provided in extension of the cylinder gas spring.
  • the cylinder tube is extended beyond one of the sealing walls and in this extended section a gas spring arrangement is provided, which acts on the working piston via the sealing wall of the working cylinder and acts in at least one working direction with an additional force.
  • the object of the present invention is an arrangement of a double-acting cylinder and a gas spring to support at least one working direction that is safer in its function, less space than the conventional arrangement claimed and subsequently more flexible in the adaptation and easier in maintenance and repair is.
  • the invention provides that the gas spring is inserted into a separating tube, which is arranged coaxially within the hollow piston rod and secured to the bottom of the working cylinder.
  • This separating tube further increases the mechanical protection of the gas spring inside the working cylinder and allows a lighter, thinner version of the gas spring used.
  • the self-contained arrangement of the gas spring increases the reliability, since any, taking place despite the protection by the separation pipe damage does not have to immediately cause a leak of the gas spring. Also can be taken by suitable choice of the built-in cylinder working gas spring easily on the requirements in the operation of the arrangement consideration. And above all, the smallest possible size is ensured by the coaxial and nested arrangement.
  • the inner diameter of the piston rod substantially corresponds to the outer diameter of the separating tube, wherein the piston is formed by an annular projection of the inner end of the hollow piston rod.
  • the piston of the working cylinder thus slides along the separation pipe and is thus simultaneously guided safely.
  • the rod end of the piston rod can be opened and reclosed, or removable and re-attachable executed.
  • the gas spring and / or the separating tube is detachably connected to the bottom of the working cylinder, a defective gas spring or separating tube can be exchanged in a simple manner, or a suitable other gas spring can be installed with a changed request.
  • the part of the gas spring which contains the gas volume is arranged in the region of the working chambers of the working cylinder within the separating tube.
  • the cylinder tube 2 With the bottom 1 of a double-acting working cylinder, the cylinder tube 2 is connected, in which the working spaces are defined for the cylinder operation.
  • a separation pipe 3 On a kind of pin 1a on the inside of the bottom 1, a separation pipe 3 is fixed, which is coaxial with the cylinder tube 2 and substantially ends with the bottom 1 of the end facing away from the cylinder tube 2.
  • the working chambers of the working cylinder are separated from each other by the piston 4, which can be displaced almost completely during extension - and in alternative embodiments of the cylinder without annular indentation - up to the rod seal 5 and provided at the end of the cylinder tube 2 socket 6 and the bearing 9.
  • the piston 4 is formed in the illustrated embodiment as an annular projection of the inner, located in the cylinder tube 2 end of the hollow piston rod 7, which piston rod 7 closed by a preferably releasable closure 7a and preferably for assembly, maintenance or replacement can be opened.
  • the shutter 7a also carries the rod head 8 for connecting the working cylinder to other components.
  • one of the connections 10 for the hydraulic medium is provided which seals the piston 4 against the inner wall of the cylinder tube 2 and against the outer wall of the separation tube 3 by means of seals 11 slidably guided, acted upon in the retraction of the working cylinder.
  • the piston 4 can slide directly on the housing of the gas spring 12.
  • the inner diameter of the piston rod 7 corresponds essentially to the outer diameter of the gas spring 12 or of the separating tube 3.
  • the gas spring 12 Inside the separating tube 3 is the gas spring 12, preferably the part thereof, which contains the active gas volume.
  • the gas spring 12 is advantageously by means of a pin 12a, preferably provided with thread, secured in the pin 1a of the bottom 1 of the working cylinder, preferably releasably secured.
  • the piston rod 12b of the gas spring 12 engages the closure 7a of the piston rod 7 of the working cylinder, it can be connected thereto. But the gas spring 12 can also be easily clamped between the bottom 1 and closure 7a.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen doppeltwirkenden Arbeitszylinder mit einem durch ein Arbeitsfluid im Zylindergehäuse in beiden Längsrichtungen verschiebbaren Kolben, mit welchem Kolben eine Kolbenstange verbunden ist, die durch den Deckel des Arbeitszylinders axial nach aussen geführt ist, wobei die Kolbenstange hohl ausgeführt ist und koaxial innerhalb der hohlen Kolbenstange eine geschlossene Gasfeder angeordnet ist, die zwischen der Kolbenstange und dem Boden des Arbeitszylinders eingespannt ist.
  • Ein derartiger Arbeitszylinder ist beispielsweise in der AT 406 600 B beschrieben. Aufgrund der bevorzugten Ausführungsformen mit relativ unempfindlichen mechanischen Federn sind hierbei keinerlei spezielle Vorkehrungen zum Schutz allfälliger empfindlicherer Einbauten getroffen.
  • In der GB 1,586,577 ist ein Ventilator beschrieben, dessen Klappe über eine Anordnung betätigbar ist, die einen einfachwirkenden pneumatischen Arbeitszylinder umfaßt. Die Gegenseite der pneumatisch betätigbaren Seite wird durch eine Gasfederanordnung gebildet, welche durch die hohle Kolbenstange des pneumatischen Arbeitszylinders und ein darin eingeschlossenes, komprimierbares Gasvolumen gebildet ist.
  • Weiters ist in der EP 1 225 345 A1 eine Anordnung eines hydraulischen Arbeitszylinders und einer koaxialen, aber in Verlängerung des Zylinders vorgesehenen Gasfeder beschrieben. Dazu ist das Zylinderrohr über eine der Abdichtwände hinaus verlängert und in diesem verlängerten Abschnitt eine Gasfeder-Anordnung vorgesehen, die über eine durch die Abdichtwand des Arbeitszylinders auf den Arbeitskolben einwirkt und in zumindest einer Arbeitsrichtung mit einer zusätzlichen Kraft beaufschlagt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in einer Anordnung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders und einer Gasfeder zur Unterstützung zumindest einer Arbeitsrichtung, die sicherer in ihrer Funktion ist, weniger Bauraum als die herkömmliche Anordnung beansprucht und in weiterer Folge auch flexibler in der Anpassung und einfacher in Wartung und Reparatur ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Gasfeder in ein Trennrohr eingesetzt ist, welches koaxial innerhalb der hohlen Kolbenstange angeordnet und am Boden des Arbeitszylinders befestigt ist. Dieses Trennrohr erhöht den mechanischen Schutz der Gasfeder im Inneren des Arbeitszylinders noch weiter und erlaubt eine leichtere, dünnere Ausführung der verwendeten Gasfeder. Die in sich geschlossene Anordnung der Gasfeder erhöht die Funktionssicherheit, da allfällige, trotz des Schutzes durch das Trennrohr erfolgende Beschädigungen nicht gleich ein Leck der Gasfeder nach sich ziehen müssen. Auch kann durch geeignete Wahl der in den Arbeitszylinder eingebauten Gasfeder leicht auf die Anforderungen im Betrieb der Anordnung Rücksicht genommen werden. Und vor allem ist durch die koaxiale und ineinander geschachtelte Anordnung die geringstmögliche Baugröße gewährleistet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Innendurchmesser der Kolbenstange im wesentlichen dem Außendurchmesser des Trennrohres entspricht, wobei der Kolben durch eine ringförmige Auskragung des inneren Endes der hohle Kolbenstange gebildet ist. Der Kolben des Arbeitszylinders gleitet somit am Trennrohr entlang und ist damit gleichzeitig sicher geführt.
  • Um die Gasfeder auch nach Zusammenstellung des Arbeitszylinders einbauen, warten oder einstellen zu können, ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der Stangenkopf der Kolbenstange öffenbar und wieder verschließbar, bzw. abnehmbar und wieder aufsetzbar, ausgeführt.
  • Wenn in einer bevorzugten Ausführungsform die Gasfeder und/oder das Trennrohr lösbar mit dem Boden des Arbeitszylinders verbunden ist, kann in einfacher Weise eine defekte Gasfeder bzw. Trennrohr ausgetauscht werden, oder kann bei geänderter Anforderung eine dafür geeignete andere Gasfeder eingebaut werden.
  • Vorteilhafterweise ist der das Gasvolumen beinhaltende Teil der Gasfeder im Bereich der Arbeitsräume des Arbeitszylinder innerhalb des Trennrohres angeordnet.
  • In der nachfolgenden Beschreibung soll die Erfindung anhand eines in der beigefügten Zeichnungsfigur dargestellten vorteilhaften Ausführungsform näher erläutert werden, wobei die Zeichnung einen Längsschnitt durch den Arbeitszylinder mit integrierter Gasfeder zeigt.
  • Mit dem Boden 1 eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders ist das Zylinderrohr 2 verbunden, in welchem die Arbeitsräume für die Zylinderbetätigung definiert sind. Auf einer Art Zapfen 1a an der Innenseite des Bodens 1 ist ein Trennrohr 3 befestigt, welches koaxial zum Zylinderrohr 2 liegt und im wesentlichen mit dem dem Boden 1 abgewandten Ende des Zylinderrohres 2 abschließt. Die Arbeitsräume des Arbeitszylinders werden durch den Kolben 4 voneinander getrennt, der beim Ausfahren fast - und bei alternativen Ausführungsformen des Zylinders ohne ringförmige Eindellung gänzlich - bis zur Stangendichtung 5 und der am Ende des Zylinderrohres 2 vorgesehenen Buchse 6 und dem Lager 9 verschoben werden kann.
  • Der Kolben 4 ist in der dargestellten Ausführungsform als ringförmige Auskragung des inneren, im Zylinderrohr 2 befindlichen Endes der hohlen Kolbenstange 7 ausgebildet, welche Kolbenstange 7 durch einen vorzugsweise lösbaren Verschluß 7a geschlossen und vorzugsweise für Montage-, Wartungs- oder Austauscharbeiten geöffnet werden kann. Der Verschluß 7a trägt auch den Stangenkopf 8 zur Anbindung des Arbeitszylinders an andere Bauteile.
  • Unmittelbar neben der Stangendichtung 5 ist einer der Anschlüsse 10 für das Hydraulikmedium vorgesehen, welches den Kolben 4, der gegenüber der Innenwand des Zylinderrohres 2 und gegenüber der Außenwand des Trennrohres 3 mittels Dichtungen 11 abgedichtet gleitend geführt ist, in Einfahrrichtung des Arbeitszylinders beaufschlagt. Anstelle auf dem zwar vorteilhaften aber nicht unbedingt notwendigen Trennrohr 3 kann der Kolben 4 auch unmittelbar auf dem Gehäuse der Gasfeder 12 gleiten. Dabei entspricht natürlich der Innendurchmesser der Kolbenstange 7 im wesentlichen dem Außendurchmesser der Gasfeder 12 bzw. des Trennrohres 3.
  • Im Inneren des Trennrohres 3 befindet sich die Gasfeder 12, vorzugsweise der Teil davon, welcher das aktive Gasvolumen beinhaltet. Die Gasfeder 12 ist dabei vorteilhafterweise mittels eines Zapfens 12a, vorzugsweise mit Gewinde versehen, im Zapfen 1a des Bodens 1 des Arbeitszylinders befestigt, vorzugsweise lösbar befestigt. Die Kolbenstange 12b der Gasfeder 12 greift am Verschluß 7a der Kolbenstange 7 des Arbeitszylinders an, kann dazu mit diesem verbunden sein. Die Gasfeder 12 kann aber auch einfach zwischen Boden 1 und Verschluß 7a eingespannt sein.
  • Über den zweiten Anschluß 13 wird das Hydraulikmedium zu- bzw. abgeführt, welches den Kolben 4 in Ausfahrrichtung der Kolbenstange 7 beaufschlagt.

Claims (5)

  1. Doppeltwirkender Arbeitszylinder mit einem durch ein Arbeitsfluid im Zylindergehäuse in beiden Längsrichtungen verschiebbaren Kolben (4), mit welchem Kolben eine Kolbenstange (7) verbunden ist, die durch den Deckel (5, 6, 9) des Arbeitszylinders axial nach außen geführt ist, wobei die Kolbenstange (7) hohl ausgeführt ist und koaxial innerhalb der hohlen Kolbenstange (7) eine geschlossene Gasfeder (12) angeordnet ist, die zwischen der Kolbenstange (7) und dem Boden (1) des Arbeitszylinders eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfeder (12) in ein Trennrohr (3) eingesetzt ist, welches koaxial innerhalb der hohlen Kolbenstange (7) angeordnet und am Boden (1) des Arbeitszylinders befestigt ist.
  2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Kolbenstange (7) im wesentlichen dem Außendurchmesser des Trennrohres (3) entspricht, wobei der Kolben (4) durch eine ringförmige Auskragung des inneren Endes der hohlen Kolbenstange (7) gebildet ist.
  3. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stangenkopf (7a, 8) der Kolbenstange (7) öffenbar und wieder verschließbar, bzw. abnehmbar und wieder aufsetzbar, ausgeführt ist.
  4. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfeder (12) und/oder das Trennrohr (3) lösbar mit dem Boden (1) des Arbeitszylinders verbunden ist.
  5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der das Gasvolumen beinhaltende Teil der Gasfeder (12) im Bereich der Arbeitsräume des Arbeitszylinders innerhalb des Trennrohres (3) angeordnet ist.
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