WO1992009748A1

WO1992009748A1 - Topfartiger hydraulikzylinder

Info

Publication number: WO1992009748A1
Application number: PCT/AT1991/000119
Authority: WO
Inventors: Georg Wolff
Original assignee: Reisner & Wolff Engineering Gesellschaft M.B.H. & Co. Kg
Priority date: 1990-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1992-06-11
Also published as: US5355775A; AU8919691A; AU652976B2; DE59105677D1; KR930702586A; ATA235890A; CA2096740A1; EP0558543A1; EP0558543B1; ATE123543T1; AT395047B

Abstract

Ein topfartiger Hydraulikzylinder besteht aus einem Zylindertopf (1), einem Kolben (2) als Topfdeckel, einem den Druckraum zwischen Zylindertopf (1) und Kolben (2) ausfüllenden, gummielastischen Kunststoffkörper (4), der eine geschlossene Tasche (6) mit einer bodenparallelen Trennwand (7) als Taschenboden bildet, die mit wenigstens einem axial in den Kunststoffkörper (4) vorragenden Bodenansatz (8) des Zylindertopfes (1) verbunden ist, und aus einer den Bodenansatz (8) und die Trennwand (7) durchsetzenden, in die Tasche (6) mündenden Druckleitung (9) für ein Hydraulikmittel. Um vorteilhafte Betriebsbedingungen sicherzustellen, schließt an die Trennwand (7) eine gegen den Kolben (2) vorragende Umfangswand (10) an.

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.