SE457011B - Kolv - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 457 011 2 materialkostnader och kan formas exakt pà okomplicerat sätt. Det genom pàsprutningen àstadkomna förbandet är hållbart och kan-belastas kraftigt, och den använda plastspruttekniken utmärks av låga tillverkningskost- nader.

Föredragna vidareutvecklingar av uppfinningen anges i de osjälvständiga patentkraven.

Utförandet enligt patentkraven 2 och 3 medför ett särskilt solit förband mellan kärnan av metall och ommantlingen av plast.

Det i patentkraven 5 och 6 angivna, ovridbara anliggningsläget mellan kolvhalvorna medför drifts- betingelser som helt och hållet motsvarar de hos en i ett stycke gjord kolv. Pâ kolvhalvorna befintliga tätningar belastas inte av en ytterligare vridfrihets- grad. Den vridfasta förbindningen mellan kolvhalvorna kan på enkelt sätt åstadkommas genom på plastommant- lingen utformade, enligt principen not och fjäder arbetande spärrorgan.

Vid utföringsformen enligt fig 7 är en buffert- hylsa sprutad på kolvhalvans plastommantling, vilken bufferthylsa tjänar till ändlägesdämpning av kolven.

Man uppnår därigenom på ett konstruktivt okomplicerat sätt en kombinerad styr- och dämpfunktion.

Enligt patentkravet 9 kan den pásprutade plastom- mantlingen direkt överta kolvens enligt uppfinningen styrning. Man kan således utelämna separata glidstyr- ringar och liknande och därmed göra inbesparingar.

Vidareutvecklingen enligt patentkravet l0 säkerställer en rörelse hos kolven enligt uppfinningen med låg friktion.

Enligt patentkravet 13 är det möjligt att på okomplicerat, monteringsvänligt sätt förse kolven enligt uppfinningen med en lägesgivarring, vilken detekteras av en elektromagnetisk enhet för mätning av kolvläget. Lägesgivarringen monteras på enkelt sätt i ett ringspàr mellan kolvhalvorna. 10 15 20 25 30 35 457 011 3 vid vidareutvecklingen enligt patentkravet 14 kan detta ringspár samtidigt tjänstgöra som förråds- volym för ett Smörjmedel, när ingen lägesangivelse av kolven behövs och ringspàret därför inte är uppta- get av en lägesgivarring.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna, som vi- sar en föredragen utföringsform. Fig 1 visar en längd- sektion genom en dubbelverkande arbetscylinder, vilken är utrustad med kolven enligt uppfinningen. Fig 2 vi- sar en sektion genom en kolvhalva längs linjen II-II i fig 3. Fig 3 visar kolvhalvan från änden i riktning- en för pilen III i fig 2. Fig 4 visar en projektion i riktning mot kolvhalvans kant i riktningen för pilen IV i fig 2. Fig 5 visar ett metallinlägg i kolvhal- van från den ena änden i riktningen för pilen III i fig 2.

Med hänvisning till fig 1 visas däri som ett användningsexempel för kolven 1 enligt uppfinningen en dubbelverkande hydraulisk eller pneumatisk arbets- cylinder 2. Denna består av ett cylinderrör 3 och två detta rör vid ändarna tillslutande gavlar 4 och 5, vilka är försedda med anslutningar 6 för ett tryck- medium. Cylindergavlarna 4 och 5 har axiella borrningar 7 som kommunicerar med anslutningarna 6. Den axiella borrningen 7 i den ena cylindergaveln 4 är utformad som genomgående borrning. Den upptar en kolvstàng 8, vilken vid änden utskjuter ur cylindergaveln 4 och vilken under mellanlägg av en glidbussning 9 och en kolvstàngstätning 10 i den axiella borrningen 7 är lagrad i cylindergaveln 4. Den axiella borrningen 7 i den andra cylindergaveln 5 är utformad som blind- borrning. Vid båda cylindergavlarna 4 och 5 sträcker sig den axiella borrningens 7 vägg ll i riktning mot arbetscylinderns 2 inre 12 på avstånd från kolvstàngen 8. I väggen ll finns det ett ringspàr 13, som upptar en bufferttätning 14; den senare utgör del av en längre 10 15 20 25 30 35 457 011 4 fram beskriven anordning för ändlägesdämpning av kolven l.

Kolven 1 består av två helt identiska kolvhalvor 15.

Kolvhalvorna 15 anligger vid sin ena axiella ände ändsidigt mot varandra, varvid deras kontaktyta 16 sträcker sig tvärs mot kolvens längdriktning, dvs radiellt. Kolvhalvorna 15 är spegelsymmetriskt anordnade relativt denna kontaktyta 16. De utgör modulbyggelement, som enligt fig 1 är tillsammans dragna på en och samma kolvstàng 8 för att bilda kolven l hos en dubbelverkande arbetscylinder. Det må emellertid påpekas, att kolvhal- vorna 15 även kan användas separat som kolv (inte visat), närmare bestämt företrädesvis i enkelverkande arbetscylindrar.

Vardera kolvhalvan 15 har ett inlägg 17 av metall med väsentligen cirkulärcylindrisk kontur. Inlägget 17 har en axiell, genomgående borrning 18, medelst vilken kolvhalvan 15 kan dras på en centreringstapp 19 pà kolvstàngen 8. Denna tapp bildar en axiell förlängning av kolvstàngen 8 och har mindre diameter än denna. Övergången mellan kolvstàngen 8 och tappen 19 bildas av en ringavsats 20, mot vilken inlägget 17 på den ena av de båda på tappen 19 dragna kolvhalvorna 15 kommer till ändanliggning. Ringavsatsen 20 bildar på så sätt ett anslag, vilket begränsar kolvhalvans 15 pàskjutningssträcka på tappen 19. Inläggets 17 ytterdiameter i anliggningsområdet mot ringavsatsen 20 motsvarar väsentligen den hos kolvstången 8.

Tappen 19 sträcker sig genom båda kolvhalvornas genomgående borrningar 18 och utskjuter med en gängad ände 21 axiellt ur den andra kolvhalvan 15. På denna gängade ände 21 är en cylindrisk, gängad bussning 22 skruvad, vilken från änden påverkar den andra kolv- halvans 15 inlägg 17. Den gängade bussningens 22 ytter- diameter motsvarar i anliggningsområdet den hos inläg- get 17, dvs ungefär samma diameter som kolvstàngen 8.

Den gängade bussningens 22 bort från kolven 1 vända, fria ände är utformad för grepp med ett skruvverktyg, 10 15 20 25 30 35 457 011 5 och den kan mera speciellt vara försedd med en inner- sexkant. För montering av kolven 1 enligt uppfinningen träds kolvhalvorna 15 axiellt efter varandra på kolv- stángens 8 tapp 19, varefter den gängade bussningen 22 skruvas på och dras åt. Kolvhalvorna 15 spänns härigenom mot varandra och fixeras ovridbart och i axialriktningen oförlorbart pá kolvstàngen 8.

Kolvhalvornas 15 inlägg 17 är inkapslade i ett hölje 23, vilket formbundet omsluter inläggen 17 på deras radiella yttersida. Höljet 23 består av plast och sprutas pà inläggen 17. För att därvid åstadkomma ett oförlorbart förband finns det på inläggen 17 en radiellt utskjutande förankringsdel 24, som exempelvis kan ha formen av en runtomgående fläns. Förankrings- delen 24 enligt fig l befinner sig i det axiella mitt- området av inlägget 17. Mellan kontaktytan 16 och förankringsdelen 24 sträcker sig inläggets 17 ytter- mantel väsentligen cirkulärcylindriskt, medan det i området på ömse sidor om förankringsdelen 24 av- smalnar svagt koniskt. Inlägget 17 är inbäddat i höljet 23 över hela sin axiella längd. Höljet 23 avslutas vid kolvhalvans 15 kontaktyta 16 i nivå med inlägget 17 av metall.

Som framgår av fig 5 kan förankringsdelen 24 vara försedd med genombrott 25, vilka vid påsprutningen av plasten möjliggör en materialgenomträngning. Medelst dessa genombrott 25 åstadkoms ett speciellt intimt förband mellan inlägget 17 och höljet 23. Genombrotten 25 har vid den visade utföringsformen formen av långa slitsar. De är koncentriskt anordnade relativt kolv- halvans 15 centrumaxel, och de begränsas av motsva- rande cirkelbågar. Speciellt kan det finnas åtta sådana slitsar, vilka var och en har en omkretsvinkel på exempelvis ca 33°, medan det mellan dessa finns liv med en omkretsutsträckning pá ca l2°.

Med hänvisning till fig 2-4 kan det på kolvhalvornas 15 kontaktyta 16 finns komplementära spärrorgan, medelst 10 15 20 25 30 35 457 011 6 vilka kolvhalvorna 15 kan fixeras ovridbart mot varandra.

Det är lämpligt att utforma spärrorganen på det av plast gjorda höljet 23, vilket är speciellt enkelt ur tillverkningsteknisk synpunkt. Som ett exempel visas i fig 2 ett stift 26, vilket är format på höljets 23 periferi och utskjuter axiellt från kontaktytan 16. Diametralt mittför stiftet 26 (se fig 3) finns det ett komplementärt passhál 27. Vid hopmontering av två, i så motto till sin uppbyggnad helt mot var- andra svarande kolvhalvor 15 ingriper den ena kolv- halvans 15 stift 26 i den andras passhál 27, och om- vänt, varigenom en vridsäkrare anliggning åstadkoms.

Istället för var sitt stift 26 och var sitt passhál 27 kan det givetvis finnas fler sådana, och även andra, enligt principen not och fjäder arbetande spärranord- ningar är möjliga.

För att återgå till fig 1 är kolvhalvorna 15 med respektive hölje 23 styrda på cylinderrörets 3 innermantel. Höljet 23 självt är för detta ändamål på en del av sin axiella längd utformat som styryta 28. Det finns således inga glidstyrringar och liknande specialdetaljer för kolven 1 enligt uppfinningen, vilket förenklar dess uppbyggnad avsevärt. Som styryta 28 tjänar vid den visade utföringsformen det i axíell riktning omedelbart till kontaktytan 16 sig anslutande partiet av kolvhalvan 15. Den av två kolvhalvor 15 sammansatta kolven l är därigenom styrd i sitt axiella mittomràde. Till styrytan 28 ansluter sig i axíell riktning ett omkretsspår 29 i kolvhalvan 15, i vilket spår en ringformig kolvtätning 30 är anbragt. Vid en kolv 1 för en dubbelverkande arbetscylinder 2 uppbär företrädesvis båda kolvhalvorna 15 var sin kolvtätning 30. Kolvtätningarna 30 är vid den visade utföringsfor- men i tvärsektion C-formiga dubbelläppändtätningar, vilka är vända bort från varandra med sin C-formiga öppning och är riktade bort från kontaktytan 16. En i axíell riktning längre tätläpp av kolvtätningarna 10 15 20 25 30 35 457 011 7 30 anligger mot omkretsspårets 29 botten, medan en i axiell riktning kortare tätläpp arbetar mot cylinder- röret 3.

Omkretsspàren 29 för kolvtätningarna 30 befinner sig i respektive höljes 23 axiella mittomràde, dvs att de befinner sig radiellt mittför inläggens 17 förankringsdel 24. Som redan nämnts bildar höljets 23 mantelparti mellan omkretsspáret 29 och kontaktytan 16 en styryta 28, med vilken kolven 1 glider mot cylin- derröret 3. Däremot är höljets 23 ytterdiameter i det bort fràn kontaktytan 16 vända området 31 minskad på ömse sidor om omkretsspàret 29. Höljet 23 har här ingen styrfunktion utan tjänar uteslutande till fixe- ring av kolvtätningen 30.

Kolven l enligt fig 1 är försedd med en givarring 32, som tjänar till elektromagnetisk positions- och/eller hastighets- och/eller accelerationsmätning. Motsvarande data på kolvrörelsen kan exempelvis upptas magnetiskt eller induktivt. Givarringen 32 är inspänd i omrâdet för kontaktytorna 16 mellan kolvhalvorna 15. Kolvhal- vorna 15 har för detta ändamål på kontaktytorna 16 var sitt ringspàr 33 koncentriskt med kolvaxeln, vilket ringspår har till uppgift att uppta en halvsida av givarringen 32. Ringspáren 33 har vid den visade utfö- ringsformen rätvinkligt tvärsnitt. De motsvarar var- andra till profil och diameter, och de befinner sig spegelsymmetriskt mittför varandra på sådant sätt, att en genomgående ringöppning för upptagning av givar- ringen 32 ástadkoms.

För att säkerställa en rörelse hos kolven 1 med liten friktion kan det för permanentsmörjning i områ- det för styrytan 28 finnas för upptagning av ett smörj- medel lämpliga, periferiella urtag 34 - s k fettfickor -.

I fig 2-4 visas ett till sin uppbyggnad speciellt enkelt arrangemang, vid vilket urtagen 34 är öppna mot kolvhalvans 15 kontaktyta 16. Urtagen 34 har for- men av cirkelsektorformiga urskärningar mellan det 10 15 20 25 30 35 457 011 8 givarringen upptagande ringspàret 33 och höljets 23 yttermantel. Urskärningarnas axiella djup är därvid mindre än ringspárens 33 djup. Urskärningarna är så fördelade över kolvhalvornas 15 omkrets, att de i ihopbyggt tillstànd befinner sig mittför varandra och i tvärsnitt bildar fördubblade smörjöppningar.

Man kan exempelvis ha åtta urtag 34, vilka vart och ett bildar en omkretsvinkel på exempelvis l5° och vilka är skilda från varandra medelst däremellan be- fintliga, över ca 30° sig sträckande liv.

Om man har en elektromagnetisk indikering på kolvläget upptas ringspåret 33 av en givarring 32 och finns det smörjmedel endast i de periferiella urtagen 34. Krävs däremot ingen givarring 32 kan dess- utom ringspàret 33 fyllas med smörjmedel, som efter hand tränger ut via urtagen 34. Detta är en väsentlig fördel med smörjmedelurtag 34, som kommunicerar med ringspåret 33.

För att återgå till fig l är de mot varandra spända kolvhalvorna 15 avtätade mot varandra vid sina kontaktytor 16. Avtätningen sker lämpligen i området för inlägget 17 av metall, vilket befinner sig radiellt innerst och kan bearbetas på enkelt sätt för att åstad- komma en högvärdig tätyta. Som tätningsmedel är en tätring 35 lagd kring kolvstångens 8 tapp 19. Kolvhal- vornas 15 tappen 19 upptagande, genomgående borrning 18 är utvidgad i området för kontaktytan 16, så att det på vardera kolvhalvan 15 finns ett halvspâr 36 för upptagning av tätringen 35. Vid hopspänningen av kolvhalvorna 15 komprimeras tätringen 35, varige- nom en avtätning mot kolvstången 8 sker.

Kolvhalvorna 15 är försedda med bufferthylsor 37, som tjänar till ändlägesdämpning av kolven l.

Bufferthylsorna 37 är pâformade i ett stycke på det av plast gjorda höljet 23. De sträcker sig på den bort från kontaktytorna 16 vända sidorna av kolvhalvor- na 15 axiellt utanför inläggen 17. Deras innerdiameter 10 15 20 25 30 35 457 011 9 motsvarar kolvstángens 8 ytterdiameter, så att de kan uppta ett parti av kolvstângen 8 respektive den gängade bussningen 22 i sig. Bufferthylsorna 37 på kolven 1 inskjuter i de axiella borrningarna 7 i cylin- dergavlarna 4 och 5. De axiella borrningarna 7 bildar i sitt mot arbetscylindern 2 inre 12 vända omrâde ett ringutrymme kring kolvstângen 8, i vilket buffert- hylsorna 37 passar. Såsom redan nämnts är en buffert- tätning 14 anbragt på periferin av detta utrymme i ett ringspår 13. Vid inskjutning av bufferthylsan 37 i ringutrymmet anlägger sig bufferttätningen 14 tätande kring bufferthylsans 37 mantel, varvid instyr- ningsrörelsen underlättas genom en konisk avfasning 38 vid bufferthylsans 37 fria ände.

Kolven 1 visas i fig 1 vid slutet av sitt slag i den vänstra cylindergaveln 5. Kolvslaget anslagsbe- gränsas därigenom, att en radiell ändyta 39 pá höljet 23 träffar cylindergavelns 5 ändyta. För att åstadkomma ett returslag av kolven l tillför man ett tryckmedium till anslutningen 6 i den vänstra cylindergaveln 5, medan anslutningen 6 i den högra cylindergaveln 4 tryckavlastas. Under returrörelsen av kolven l kan det i arbetscylinderns 2 inre 12 befintliga mediet först strömma bort via den axiella borrningens 7 fulla tvärsnitt. Denna strömningsväg spärras, när bufferthyl- san 37 kommer in i den axiella borrningen 7 och kommer till anliggning mot bufferttätningen 14. Härigenom kan en tryckkudde byggas upp framför cylindergaveln 4, vilken tryckkudde dämpar kolvrörelsen strax före fram- komsten till sitt ändläge. Bufferttätningen 14 är en speciell tätning med tre läppar. Den öppnar via ring- spåret 13 en strypt strömningsväg, genom vilken tryck- kudden byggs upp. Tryckkuddens möjliga mottryck begrän- sas härigenom, och kolven 1 när sitt anslagsläge mot cylindergaveln 4.

Uppfinningen är inte begränsad till en av två kolvhalvor 15 uppbyggd kolv 1. Det finns dessutom 457 011' 10 möjlighet att använda kolvhalvan 15 separat som kolv, speciellt vid en enkelverkande arbetscylinder.

Claims (4)

10 15 20 25 30 457 011 l 1 PATENTKRAV

1. l. Kolv för en arbetscylinder, särskilt för en pneu- matisk cylinder, bestående av två väsentligen identiska kolvhalvor (15), som var och en i sin tur består av med en kolvstång (8) förbundna, stela bärelement (17) och tillhörande glidkroppar (23) av plast, varvid varje bär- element (17) i sitt axiella mittomràde har en radiellt utskjutande förankringsfläns (24) för den med denna fast förbundna glidkroppen (23) av plast, vilka i omrâdet för gränsytan (16) mellan kolvhalvorna (15) har en cylindrisk styryta (28) i anliggning mot arbetscylindern, k ä n - n e t e c k n a d av att bärelementen bildar hylskroppar (17), vilkas mot varandra vända och mot varandra anliggande ändytor bestämmer gränsytan (16) mellan kolvhalvorna (15), och att glidkropparna (23) av plast inom gränsytan bildar mot varandra svarande ringspàr (33) för en till båda kolvhalvorna hörande ringöppning, i vilken en givarring (32) är upptagen.

2. Kolv enligt krav l, att på gränsytan (16), speciellt på glidkropparna (23) av plast, är komplementära spärrorgan utformade, medelst vilka kolvhalvorna (15) är ovridbart fixerade på varandra. k ä n n e t e c k - k ä n n e t e c k n a d av

3. Kolv enligt krav l eller 2, n a d av att kolvhalvorna (15) vid sin gränsyta (16) är avtätade mot varandra, särskilt i området för hyls- kropparna (17).

4. Kolv enligt något av föregående krav, där hyls- kropparna (17) har en axiell, genomgående borrning (18), k ä n n e t e c k n a d av att hylskropparna vid gräns- ytan (16) har en utvidgning (36) för upptagning av en tätring (35).