WO1999006713A1 - Hydraulischer zylinder in zugankerbauart, insbesondere fur kleinpressen - Google Patents

Hydraulischer zylinder in zugankerbauart, insbesondere fur kleinpressen Download PDF

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WO1999006713A1
WO1999006713A1 PCT/EP1998/003253 EP9803253W WO9906713A1 WO 1999006713 A1 WO1999006713 A1 WO 1999006713A1 EP 9803253 W EP9803253 W EP 9803253W WO 9906713 A1 WO9906713 A1 WO 9906713A1
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WO
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cylinder
tube
cylinder head
piston
liner
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Application number
PCT/EP1998/003253
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English (en)
French (fr)
Inventor
Konrad Hartmann
Stefan Schmidt
Original Assignee
Mannesmann Rexroth Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Classifications

    • 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

Definitions

  • Hydraulic cylinder in anchor construction especially for small presses
  • the invention is based on a hydraulic cylinder in tie rod design, which is to be used in particular on small presses and which has the features from the preamble of claim 1.
  • Hydraulic cylinders in tie rod design with a cylinder base, a cylinder head and a cylinder tube, which are held together by tie rods, with a piston and with a piston rod which emerges at the cylinder head and which is guided in a liner are generally known.
  • the cylinder tube is inserted into an axially open annular groove in the cylinder head and is thus centered with respect to the cylinder head.
  • the liner is inserted into the end of the cylinder head facing away from the cylinder tube, that is to say centered with respect to the cylinder head, independently of the cylinder tube.
  • the invention is based on the objective of creating a cylinder of the tie rod design in which the piston and piston rod can be moved with particularly little friction and which is therefore particularly suitable for use as a control axis or for high cycle rates in small presses such as nibbling machines or press brakes.
  • the aim is to achieve a small design and cost-effective production.
  • the set goal is achieved with a hydraulic cylinder in tie rod design, which has the features from the preamble of claim 1 and in which the liner is centered directly on the cylinder tube.
  • a hydraulic Cylinders align the axes of the running surface for the piston in the cylinder tube and the running surface for the piston rod in the liner very precisely, so that clamping and frictional forces that counteract the movement of the piston and piston rod are very low. With low wear, this allows high cycle rates and good controllability with regard to distance or speed.
  • the cylinder tube and the liner are integrally formed. This is particularly favorable when the area ratio between the bottom-side cylinder space and the rod-side cylinder space of the cylinder is large, that is to say if the diameter of the piston rod is only slightly smaller than the diameter of the piston.
  • a tube is used as a semi-finished product for the cylinder tube and liner unit, only a small amount of material has to be removed on the inside of the section of the unit which represents the cylinder tube, so that the small quantities associated with the one-piece construction are reduced Make handling costs noticeable in a cost-effective production.
  • the cylinder tube and the liner according to claim 3 may also be expedient to manufacture the cylinder tube and the liner according to claim 3 as separate parts.
  • the liner is then advantageously inserted into the cylinder tube with a centering collar.
  • the liner rests against an inner shoulder of the cylinder head and is pressed by this against an end face of the cylinder tube. It is thus held in a simple manner on the cylinder tube and does not have to be attached separately to the cylinder tube.
  • a wiper, one or more sealing sets and one or more guide bands are usually inserted into the liner, which results in a certain overall length for the liner.
  • the liner now extends over an inner shoulder of the cylinder head, on which the tube unit comprising the cylinder tube and liner axially rests, into the portion of the cylinder head with a smaller diameter.
  • the end faces of the cylinder head and liner facing away from the cylinder bottom are aligned, so that the overall length of the cylinder head is fully used for the liner and the cylinder is particularly short.
  • the cylinder head and the pipe unit are advantageously centered against one another above the inner shoulder of the cylinder head in the region of the cylinder head with the larger diameter. If, above the inner shoulder of the cylinder head in the section of the pipe unit that is in the cylinder head, a pressure medium channel runs from the outside inwards into an annular space on the rod side of the piston, there are advantageously both sealing rings, which are axially in front of and behind the Pressure medium channel between the pipe unit and cylinder head are arranged above the inner shoulder. It is then only necessary to have a tight fit, which is favorable for sealing, between the pipe unit and the cylinder head on one diameter, this tight fit also serving to center the pipe unit and cylinder head together.
  • the cylinder head can be made axially shorter than in an embodiment in which the pressure medium channel runs exactly in the radial direction. Compared to such a design, material on the cylinder head and machining time are saved.
  • a pressure medium channel opens out into an annular space located radially between the pipe unit and the cylinder head. It is therefore not necessary to align the tube unit and the cylinder head with respect to one another at an angle to the pressure medium channel in the tube unit to align to another pressure medium channel in the cylinder head.
  • the cylinder head has an axial bore in the pressure medium path to and from the annular space on one side of the piston and preferably introduced into it from its end facing the cylinder bottom.
  • the annular space between the tube unit and the cylinder head is formed by an annular groove in the cylinder head, the axial bore extending axially to the annular groove and the annular groove being so deep that it cuts the axial bore. It is then not necessary to make a cross hole to establish a connection between the annular groove and the axial hole.
  • the cylinder base is at the same time designed as a control block with corresponding bores on which hydraulic individual components are built.
  • a groove for receiving a feather key are present on the cylinder base for direct power dissipation to a machine frame.
  • the tie rods are then loaded less than in a case in which the force is introduced into the machine frame via the cylinder head.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the first exemplary embodiment, in which the cylinder tube and the liner consist of one piece
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the first embodiment in a second plane, from which the plug-in tube lying in the pressure medium path to the rod-side of the piston and lying between the cylinder base and cylinder head and extending
  • FIG. 3 longitudinal sections through two highly schematic embodiments, which differ with regard to the pipe unit and each is shown in half.
  • the hydraulic cylinder according to FIGS. 1 and 2 has a cylinder tube 10 and a liner 11, which are manufactured in one piece with one another as a tube unit.
  • the outer diameter of the tube unit is larger on the tube-side end surface 12 than on the liner-side end surface 13.
  • the unit has an outer shoulder 14 which lies in a radial plane perpendicular to the axis of the unit. From the front side 12, the tube unit 9 is turned to the outside over a certain length to a precise extent and is inserted in a cylindrical receptacle 15 of a cylinder base 16 over almost this length.
  • the tube unit 9 is on the same from the outer shoulder 14 over a much greater distance Measure as rotated on the end face 12.
  • a cylinder head 20 has a stepped central passage 21 with a section 22 of larger diameter, which extends from the end face 23 of the cylinder head 20 facing the cylinder bottom to an inner shoulder 24, the distance of which from the end face 25 of the cylinder head facing away from the cylinder bottom 16.
  • fes 20 is exactly as large as the distance between the outer shoulder 14 and the end face 13 of the tube unit 9. The latter is inserted into the inner shoulder 24 of the cylinder head 20 until its outer shoulder 14 stops.
  • the fit between the sections of the tube unit 9 turned to the same dimension and the receptacle 15 in the cylinder base 16 and the section 22 of the central passage 21 of the cylinder head 20 is closely selected and serves to center the individual parts. Between the shoulders 14 and 24 and the end faces 13 and 25 there is a clearance fit between the tube unit 9 and the cylinder head 20 so that there is no overdetermination.
  • the inside of the tube unit 9 has essentially two different diameters, a section 26 with the larger diameter beginning on the end face facing the cylinder bottom 16 and reaching up to a step 27 which, seen axially, is already inside the cylinder head 20.
  • the part of the tube unit with the larger inner diameter can be regarded as the cylinder tube 10.
  • the part between the step 27 and the end face 13 has a smaller inner diameter and can be regarded as the liner 11. This is provided on the inside with various axially consecutive rotations, into which, starting from the end face 13, a wiper 28, a seal 29, a guide band 30, a further seal 31 and a further guide band 32 are inserted.
  • a piston 40 is axially movably guided, with which a piston rod 41 is formed in one piece, which extends through the liner and extends outwards in it.
  • the difference between the piston 40 and the piston rod 41 in the outer diameter is relatively small, so that the cross-sectional area of the annular cylinder space 42 located on the rod side of the piston 40 is substantially smaller than the cross-sectional area of the cylinder space 43 located on the bottom side of the piston 40.
  • tie rods 46 which are inserted through axial bores 47 of the cylinder head 20 and are screwed into threaded bores 48 of the cylinder base 16.
  • the cylinder base 16 also has the function of a control block which is equipped with various types of hydraulic individual components which are connected to one another and to the cylinder spaces 42 and 43 via channels running in the cylinder base 16.
  • the cylinder base 16 In its function as a control block, the cylinder base 16 also has an inlet connection 49 and an outlet connection 50.
  • a directional valve 51, a hydraulic accumulator 52 and a displacement transmitter 53 are built on it, which in through the cylinder base 16 with a rod-shaped sensor 54 a blind hole 55 protrudes from the piston and piston rod.
  • Pressure medium can flow into and out of the cylinder space 43 directly via the cylinder base 16.
  • the pressure medium path between the cylinder base 16 and the annular cylinder space 42 is composed of various sections leading via a plug-in tube 60, the cylinder head 20 and the tube unit 9 together.
  • the plug-in tube 60 extends parallel to the tube unit 9 between a threaded axial bore 61 and an axial bore 62 aligned therewith in the cylinder head 20, the two axial bores being introduced into these parts from the mutually facing end faces of the cylinder base 16 and the cylinder head 20 .
  • annular groove 63 is screwed into the cylinder head 20, which is so deep that it axially to the End face 23 distal side wall of the annular groove 63 extending axial bore 62 cuts radially.
  • Four oblique bores 64 each offset by 90 degrees, pass through the tube unit 9, which are open on the outside of the tube unit 9 to the annular groove 63 and open inside the cylinder space 42 in the area of the step 27.
  • the oblique bores 64 run in such a way that they have a smaller distance on the outside of the tube unit 9 from the end face 25 of the cylinder head 20 than on the inside on the tube unit 9.
  • the hydraulic cylinder shown is intended to be attached to a machine frame.
  • both the cylinder head and the cylinder base have threaded bores 69 into which machine screws can be screwed.
  • the force acting on the cylinder base 16 due to a high pressure in the cylinder space 43 is introduced directly into the machine frame.
  • a feather key groove 70 is milled into the cylinder bottom, into which a feather key of the machine frame engages in a closely tolerated manner.
  • the tie rods 46 are loaded only by the forces generated by the pressure prevailing in the cylinder space 43 at the end face 12 and the pressure prevailing in the cylinder space 42 at the step 27 of the tube unit 9.
  • FIG Basic structure identical to the embodiment according to FIGS. 1 and 2. Therefore, only the differences will be discussed in the following.
  • the cylinder tube 10 and the liner 11 of the tube unit 9 are two parts which are centered one inside the other. Specifically, the liner 11 dips into the cylinder tube 10 until it axially abuts an outer shoulder 75 of the liner 11.
  • the outer shoulder 75 is the one axial end face of an outer collar 76 of the liner 11, which rests with its other end face on an inner shoulder 24 of the cylinder head 20.
  • the liner 11 is centered only on the cylinder tube 10 and not on the cylinder head 20. Centering only exists between the cylinder tube 10 and the cylinder head 20.
  • Bores 65 corresponding to the oblique bores 65 of the embodiment according to FIG. 1 now run radially through the cylinder tube 10. They open out into an annular groove 63 which is screwed into the cylinder tube 10. There are seals 65 axially on both sides of the annular groove 63, which prevent leakage between the pipe unit 9 and the cylinder head 20.
  • hydraulic cylinders with different piston and piston rod diameters are required.
  • Different axial lengths of the cylinder tube 10 allow adaptation to different strokes of the piston. Due to such an modular structure, according to which the cylinder base and the cylinder head are the same for all cylinders and pipe units are used for different cylinders, which differ in length and inside diameter, an entire series of cylinders can be manufactured inexpensively.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Zylinder in Zugankerbauart, der insbesondere für Kleinpressen verwendet werden soll und der einen Zylinderboden (16), einen Zylinderkopf (20) und ein Zylinderrohr (10), die über Zuganker (46) zusammengehalten sind, sowie einen Kolben (40) und eine Kolbenstange (41) aufweist, die am Zylinderkopf (20) austritt und die in einer Laufbüchse (11) geführt ist. Um eine reibungsarme Bewegung von Kolben (40) und Kolbenstange (41) zu erhalten, die eine gute Regelbarkeit und hohe Taktzahlen des Zylinders ermöglicht, ist die Laufbüchse (11) unmittelbar zum Zylinderrohr (10) zentriert.

Description

Beschreibung
Hydraulischer Zylinder in Zuαankerbauar , insbesondere für Kleinpressen
Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Zylinder in Zugankerbauart, der insbesondere an Kleinpressen verwendet werden soll und der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist .
Hydraulische Zylinder in Zugankerbauart mit einem Zylinderboden, einem Zylinderkopf und einem Zylinderrohr, die über Zuganker zusammengehalten sind, mit einem Kolben und mit einer Kolbenstange, die am Zylinderkopf austritt und die in einer Lauf- büchse geführt ist, sind allgemein bekannt. Speziell wird auf das Datenblatt RD 17 017/02.94 der Mannesmann Rexroth GmbH verwiesen. Bei dem aus diesem Datenblatt ersichtlichen hydraulischen Zylinder in Zugankerbauart ist das Zylinderrohr in eine axial offene Ringnut des Zylinderkopfes hineingesteckt und auf diese Weise bezüglich des Zylinderkopfes zentriert. Die Laufbüchse ist von der dem Zylinderrohr abgewandten Stirnseite des Zylinderkopfes in diese eingeführt, also unabhängig vom Zylinderrohr bezüglich des Zylinderkopfes zentriert.
Der Erfindung liegt die Zielsetzung zugrunde, einen Zylinder in Zugankerbauart zu schaffen, bei dem Kolben und Kolbenstange besonders reibungsarm bewegt werden können und der somit insbesondere für den Einsatz als Regelachse oder bei hohen Taktzahlen in Kleinpressen wie Nibbelmaschinen oder Abkantpressen ge- eignet ist. Dabei wird eine kleine Bauweise und eine kostengünstige Herstellung angestrebt.
Das gesetzte Ziel wird mit einem hydraulischen Zylinder in Zugankerbauart erreicht, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist und bei dem die Laufbüchse unmittelbar zum Zylinderrohr zentriert ist. Bei einem solchen hydraulischen Zylinder fluchten die Achsen der Lauffläche für den Kolben im Zylinderrohr und der Lauffläche für die Kolbenstange in der Laufbüchse sehr genau, so daß Klemm- und Reibungskräfte, die der Bewegung von Kolben und Kolbenstange entgegenwirken, sehr gering sind. Dies erlaubt bei geringem Verschleiß hohe Taktzahlen und eine gute Regelbarkeit im Hinblick auf Weg oder Geschwindigkeit .
Vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen hydrauli- sehen Zylinders kann man den Unteransprüchen entnehmen.
So sind in der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 das Zylinderrohr und die Laufbüchse einstückig ausgebildet. Dies ist besonders dann günstig, wenn das Flächenver- hältnis zwischen dem bodenseitigen Zylinderraum und dem stan- genseitigen Zylinderraum des Zylinders groß ist, wenn also der Durchmesser der Kolbenstange nur geringfügig kleiner als der Durchmesser des Kolbens ist. In einem solchen Fall muß, wenn man als Halbzeug für die Einheit aus Zylinderrohr und Laufbüch- se ein Rohr verwendet, in dem Abschnitt der Einheit, die das Zylinderrohr darstellt, innen nur wenig Material abgetragen werden, so daß sich die mit der Einstückigkeit verbundenen geringen Handlingskosten in einer kostengünstigen Herstellung bemerkbar machen.
Je nachdem wie groß die Kosten für die Materialabtragung im Vergleich zu anderen Kosten sind, kann es aber auch zweckmäßig sein, das Zylinderrohr und die Laufbüchse gemäß Anspruch 3 als getrennte Teile herzustellen. Vorteilhafterweise ist dann die Laufbüchse mit einem Zentrierbund in das Zylinderrohr gesteckt. Gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 5 liegt die Laufbüchse an einer Innenschulter des Zylinderkopfs an und wird von diesem gegen eine Stirnfläche des Zylinderrohres gedrückt. Sie ist dadurch auf einfache Weise am Zylinderrohr gehalten und muß nicht separat am Zylinderrohr befestigt werden. In die Laufbüchse sind üblicherweise ein Abstreifer, ein oder mehrere Dichtsätze und ein oder mehrere Führungsbänder eingesetzt, wodurch sich eine gewisse Baulänge für die Laufbüchse ergibt. Gemäß Anspruch 6 erstreckt sich nun die Laufbüchse über eine Innenschulter des Zylinderkopfes, an der die Rohreinheit aus Zylinderrohr und Laufbüchse axial anliegt, hinaus in den Abschnitt des Zylinderkopfes mit kleinerem Durchmesser hinein. Insbesondere fluchten die dem Zylinderboden abgewandten Stirnflächen von Zylinderkopf und Laufbüchse, so daß die Baulänge des Zylinderkopfes voll für die Laufbüchse genutzt ist und der Zylinder besonders kurz baut.
Der Zylinderkopf und die Rohreinheit sind vorteilhafterwiese oberhalb der Innenschulter des Zylinderkopfes im Bereich des Zylinderkopfes mit dem größeren Durchmesser aneinander zentriert. Verläuft oberhalb der Innenschulter des Zylinderkopfes in dem Abschnitt der Rohreinheit, der im Zylinderkopf steckt, ein Druckmittelkanal von außen nach innen in einen Ringraum auf der Stangenseite des Kolbens, so befinden sich vorteilhafter- weise gemäß Anspruch 9 beide Dichtringe, die axial vor und hinter dem Druckmittelkanal zwischen Rohreinheit und Zylinderkopf angeordnet sind, oberhalb der Innenschulter. Es ist dann nur auf einem Durchmesser eine für die Abdichtung günstige enge Passung zwischen der Rohreinheit und dem Zylinderkopf notwen- dig, wobei diese enge Passung auch zugleich der Zentrierung von Rohreinheit und Zylinderkopf aneinander dient.
Durch eine Ausbildung gemäß Anspruch 10 kann der Zylinderkopf axial kürzer bauen als bei einer Ausführung, bei der der Druck- mittelkanal genau in radialer Richtung verläuft. Gegenüber einer solchen Ausführung wird also Material am Zylinderkopf und Bearbeitungszeit eingespart. Gemäß Anspruch 11 mündet ein Druckmittelkanal außen in einen radial zwischen Rohreinheit und Zylinderkopf befindlichen Ringraum. Es ist also keine winkelge- rechte Ausrichtung der Rohreinheit und des Zylinderkopfes zueinander notwendig, um den Druckmittelkanal in der Rohreinheit zu einem weiteren Druckmittelkanal im Zylinderkopf auszurichten.
Gemäß Anspruch 12 weist der Zylinderkopf eine im Druckmittelweg zum und vom Ringraum auf der einen Seite des Kolbens liegende und vorzugsweise von seiner dem Zylinderboden zugewandten Stirnseite in ihn eingebrachte Axialbohrung auf . Außerdem ist der Ringraum zwischen der Rohreinheit und dem Zylinderkopf durch eine Ringnut im Zylinderkopf gebildet, wobei die Axial- bohrung axial bis zur Ringnut reicht und die Ringnut so tief ist, daß sie die Axialbohrung anschneidet. Es ist also dann keine Querbohrung notwendig, um eine Verbindung zwischen der Ringnut und der Axialbohrung herzustellen.
Gemäß Anspruch 13 liegen im Druckmittelweg zum und vom Ringraum auf der einen Seite des Kolbens mehrere durch die Rohreinheit von außen nach innen verlaufende Bohrungen. Diese können im Durchmesser kleiner als eine einzige Bohrung sein, was zu einer kurzen Bauweise des Zylinders beiträgt.
In besonders vorteilhafter Weise ist gemäß Anspruch 15 der Zylinderboden zugleich als Steuerblock mit entsprechenden Bohrungen ausgebildet, auf den hydraulische Einzelkomponenten aufgebaut sind.
Gemäß Anspruch 16 sind am Zylinderboden Mittel, insbesondere eine Nut zur Aufnahme einer Paßfeder, zur unmittelbaren Kraftableitung an ein Maschinengestell vorhanden. Die Zuganker werden dann weniger belastet als in einem Fall, in dem die Kraft über den Zylinderkopf in das Maschinengestell eingeleitet wird.
Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinders sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel, bei dem das Zylinderrohr und die Laufbüchse aus einem Stück bestehen,
Figur 2 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel in einer zweiten Ebene, aus dem das im Druckmittelpfad zum stangenseitig des Kolbens befindlichen, ringförmigen Zylinderraum liegende und sich zwischen Zylinderboden und Zylinderkopf erstreckende Steckrohr ersichtlich ist, und Figur 3 Längsschnitte durch zwei stark schematisierte Ausführungsbeispiele, die sich im Hinblick auf die Rohreinheit unterscheiden und jeweils zur Hälfte dar- gestellt sind.
Der hydraulische Zylinder gemäß den Figuren 1 und 2 besitzt ein Zylinderrohr 10 und eine Laufbüchse 11, die als Rohreinheit einstückig miteinander hergestellt sind. Der Außendurchmesser der Rohreinheit ist an der rohrseitigen Stirnfläche 12 größer als an der laufbüchsenseitigen Stirnfläche 13. In einem geringen Abstand zur Stirnfläche 13 weist die Einheit eine Außenschulter 14 auf, die in einer senkrecht zur Achse der Einheit verlaufenden Radialebene liegt. Von der Stirnseite 12 her ist die Rohreinheit 9 außen über eine gewisse Länge auf ein genaues Maß abgedreht und steckt über nahezu diese Länge in einer zylindrischen Aufnahme 15 eines Zylinderbodens 16. Über eine wesentlich größere Strecke ist die Rohreinheit 9 von der Außenschulter 14 an auf dasselbe Maß wie an der Stirnfläche 12 abge- dreht .
Ein Zylinderkopf 20 besitzt einen gestuften zentralen Durchgang 21 mit einem Abschnitt 22 größeren Durchmessers, der von der dem Zylinderboden zugewandten Stirnseite 23 des Zylinderkopfes 20 bis zu einer Innenschulter 24 reicht, deren Abstand von der dem Zylinderboden 16 abgewandten Stirnseite 25 des Zylinderkop- fes 20 genau so groß wie der Abstand der Außenschulter 14 von der Stirnseite 13 der Rohreinheit 9 ist. Diese ist bis zum Anschlag ihrer Außenschulter 14 an die Innenschulter 24 des Zylinderkopfes 20 in diesen hineingesteckt. Die Passung zwischen den auf gleiches Maß abgedrehten Abschnitten der Rohreinheit 9 sowie der Aufnahme 15 im Zylinderboden 16 und dem Abschnitt 22 des zentralen Durchgangs 21 des Zylinderkopfes 20 ist eng gewählt und dient der Zentrierung der Einzelteile . Zwischen den Schultern 14 und 24 und den Stirnflächen 13 und 25 besteht zwi- sehen der Rohreinheit 9 und dem Zylinderkopf 20 eine Spielpassung, damit sich keine Überbestimmung ergibt.
Innen besitzt die Rohreinheit 9 im wesentlichen zwei verschiedene Durchmesser, wobei ein Abschnitt 26 mit dem größeren Durchmesser an der dem Zylinderboden 16 zugewandten Stirnseite beginnt und bis zu einer Stufe 27 reicht, die sich, axial gesehen, schon innerhalb des Zylinderkopfs 20 befindet. Den Teil der Rohreinheit mit dem größeren Innendurchmesser kann man als das Zylinderrohr 10 betrachten. Der Teil zwischen der Stufe 27 und der Stirnseite 13 besitzt einen kleineren Innendurchmesser und kann als die Laufbüchse 11 betrachtet werden. Diese ist innen mit verschiedenen axial aufeinander folgenden Eindrehungen versehen, in die, von der Stirnseite 13 beginnend, ein Abstreifer 28, eine Dichtung 29, ein Führungsband 30 eine weitere Dichtung 31 und ein weiteres Führungsband 32 eingesetzt sind.
Im Zylinderrohr 10 ist ein Kolben 40 axial beweglich geführt, mit dem einstückig eine Kolbenstange 41 ausgebildet ist, die sich durch die Laufbüchse hindurch und in dieser geführt nach außen erstreckt. Der Unterschied zwischen dem Kolben 40 und der Kolbenstange 41 im Außendurchmesser ist verhältnismäßig gering, so daß die Querschnittsfläche des sich stangenseitig des Kolbens 40 befindlichen, ringförmigen Zylinderraums 42 wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche des sich bodenseitig des Kolbens 40 befindlichen Zylinderraums 43 ist. Nach dem Einsetzen des den Kolben und die Kolbenstange bildenden Bauteils in die Rohreinheit 9 kann diese mit dem Zylinderboden 16 und mit dem Zylinderkopf 20 zusammengefügt werden. Diese drei Teile werden mithilfe von Zugankern 46 verspannt, die durch axiale Bohrungen 47 des Zylinderkopfs 20 hindurchgesteckt und in Gewindebohrungen 48 des Zylinderbodens 16 eingeschraubt sind. Dabei kommen die Rohreinheit 9 und der Zylinderkopf 20 an den Schultern 14 und 24 und die Rohreinheit 9 und der Zylinderboden 16 an der Stirnfläche 12 und dem Boden der Aufnahme 15 in eine feste Anlage zueinander.
Der Zylinderboden 16 hat außerdem die Funktion eines Steuerblocks , der mit verschiedenartigen hydraulischen Einzelkomponenten bestückt ist, die über im Zylinderboden 16 verlaufende Kanäle miteinander und mit den Zylinderräumen 42 und 43 verbunden sind. In seiner Funktion als Steuerblock besitzt der Zylinderboden 16 auch einen Zulaufanschluß 49 und einen Ablaufan- schluß 50. Aufgebaut ist auf ihn ein Wegeventil 51, ein Hydro- speicher 52 und ein Weggeber 53, der mit einem stabförmigen Aufnehmer 54 durch den Zylinderboden 16 hindurch in ein Sackloch 55 von Kolben und Kolbenstange hineinragt.
In den Zylinderraum 43 hinein- und aus ihm herausströmen kann Druckmittel unmittelbar über den Zylinderboden 16. Der Druck- mittelweg zwischen dem Zylinderboden 16 und dem ringförmigen Zylinderraum 42 dagegen setzt sich aus verschiedenen über ein Steckrohr 60, den Zylinderkopf 20 und die Rohreinheit 9 führenden Abschnitten zusammen. Das Steckrohr 60 erstreckt sich parallel zur Rohreinheit 9 zwischen einer mit einem Gewinde verse- henen Axialbohrung 61 und einer damit fluchtenden Axialbohrung 62 im Zylinderkopf 20, wobei die beiden Axialbohrungen von den einander zugewandten Stirnseiten von Zylinderboden 16 und Zylinderkopf 20 aus in diese Teile eingebracht sind. In einem Abstand zu seiner Stirnseite 23 und im Bereich mit dem größeren Innendurchmesser ist in den Zylinderkopf 20 eine Ringnut 63 eingedreht, die so tief ist, daß sie die axial bis zur der Stirnseite 23 entfernten Seitenwand der Ringnut 63 reichende Axialbohrung 62 radial anschneidet. Durch die Rohreinheit 9 gehen vier jeweils 90 Grad gegeneinander versetzte Schrägbohrungen 64 hindurch, die außen an der Rohreinheit 9 zur Ringnut 63 hin offen sind und innen im Bereich der Stufe 27 in den Zylinderraum 42 münden. Die Schrägbohrungen 64 verlaufen so, daß sie außen an der Rohreinheit 9 einen geringeren Abstand von der Stirnseite 25 des Zylinderkopfs 20 haben als innen an der Rohreinheit 9. Dies erlaubt eine geringere Länge des Zylinderkopfs 20 als ein genauer radialer Verlauf der Bohrungen. Die Mehrzahl der Bohrungen 64 erlaubt außerdem einen kleineren Durchmesser dieser Bohrungen, was ebenfalls zu einer kurzen Bauweise beiträgt. Axial zu beiden Seiten der Bohrungen 64 ist aus der Rohreinheit 9 im Bereich von deren größeren Außendurchmesser je- weils eine Ringnut ausgedreht, in der sich ein Dichtring 65 befindet. Über die Schrägbohrungen 64, die Ringnut 63, die Axialbohrung 62 und das Steckrohr 60 kann also Druckmittel zwischen dem Zylinderraum 42 und dem Zylinderboden 16 hin und her fließen.
Der gezeigte hydraulische Zylinder ist dafür vorgesehen, um an einem Maschinengestell befestigt zu werden. Sowohl der Zylinderkopf als auch der Zylinderboden besitzt dazu Gewindebohrungen 69, in die Maschinenschrauben eingeschraubt werden können. Die durch einen Hochdruck im Zylinderraum 43 auf den Zylinderboden 16 wirkende Kraft wird unmittelbar in das Maschinengestell eingeleitet. Es ist dazu im Zylinderboden eine Paßfedernut 70 ausgefräst, in die eine Paßfeder des Maschinengestells eng toleriert eingreift. Die Zuganker 46 werden nur durch die Kräfte belastet, die der im Zylinderraum 43 herrschende Druck an der Stirnfläche 12 und der im Zylinderraum 42 herrschende Druck an der Stufe 27 der Rohreinheit 9 erzeugen.
Die beiden in Figur 3 schematisch gezeigten Ausführungsbeispie- le eines erfindungsgemäßen hydraulischen Zylinders sind im Grundaufbau gleich der Ausführung nach den Figuren 1 und 2. Es wird deshalb im folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen.
Bei der in der rechten Hälfte der Figur 3 gezeigten Ausführung sind das Zylinderrohr 10 und die Laufbüchse 11 der Rohreinheit 9 zwei Teile, die zentriert ineinander gesteckt sind. Und zwar taucht die Laufbüchse 11 in das Zylinderrohr 10 ein, bis dieses axial an einer Außenschulter 75 der Laufbüchse 11 anliegt.
Die Außenschulter 75 ist die eine axiale Stirnseite eines Außenbundes 76 der Laufbüchse 11, der mit seiner anderen Stirnseite auf einer Innenschulter 24 des Zylinderkopfes 20 aufliegt. Beim Einschrauben der Zuganker 46 werden also Laufbüchse 11 und Zylinderrohr 10 vom Zylinderkopf 20 zusammengespannt.
Die Laufbüchse 11 ist nur zum Zylinderrohr 10 und nicht zum Zylinderkopf 20 zentriert. Eine Zentrierung besteht lediglich zwischen dem Zylinderrohr 10 und dem Zylinderkopf 20.
Den Schrägbohrungen 65 der Ausführung nach Figur 1 entsprechende Bohrungen 65 verlaufen nun radial durch das Zylinderrohr 10 hindurch. Sie münden außen in eine Ringnut 63, die in das Zylinderrohr 10 eingedreht ist. Axial beidseits der Ringnut 63 befinden sich Dichtungen 65, die Leckage zwischen der Rohrein- heit 9 und dem Zylinderkopf 20 verhindern.
Bei der in der linken Hälfte der Figur 3 gezeigten Ausführung sind das Zylinderrohr 10 und die Laufbüchse 11 der Rohreinheit 9 wiederum wie bei der Ausführung nach den Figuren 1 und 2 ein- teilig ausgebildet. Es befinden sich nun jedoch die Schultern 14 und 24 von Rohreinheit und Zylinderkopf zwischen der einen Dichtung 65 und der Ringnut 63.
Entsprechend unterschiedlicher Größen und unterschiedlicher Aufgaben von Kleinpressen werden hydraulische Zylinder mit unterschiedlichen Kolben- und Kolbenstangendurchmessern benötigt. Für unterschiedliche Größen kann man den gleichen Zylinderboden und den gleichen Zylinderkopf verwenden, wenn man jeweils Rohreinheiten 9 verwendet, die in ihren Außendurchmessern übereinstimmen und deren Innendurchmesser an die verschiedenen Größen von Kolben und Kolbenstange angepaßt sind. Durch unterschiedli- ehe axiale Längen des Zylinderrohrs 10 erfolgt eine Anpassung an unterschiedliche Hübe des Kolbens . Aufgrund eines solch o- dularen Aufbaus, wonach für alle Zylinder der Zylinderboden und der Zylinderkopf gleich sind und für unterschiedliche Zylinder jeweils Rohreinheiten verwendet werden, die sich in ihrer Länge und in ihren Innendurchmessern unterscheiden, kann eine ganze Zylinderbaureihe kostengünstig hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Hydraulischer Zylinder in Zugankerbauart, insbesondere für Kleinpressen, mit einem Zylinderboden (16), einem Zylinderkopf (20) und einem Zylinderrohr (10), die über Zuganker (46) zusammengehalten sind, mit einem Kolben (40) und mit einer Kolbenstange (41), die am Zylinderkopf (20) austritt und die in einer Laufbüchse (11) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbüchse (11) unmittelbar zum Zylinderrohr (10) zentriert ist.
2. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (10) und die Laufbüchse (11) einstückig ausgebildet sind.
3. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Zylinderrohr (10) und die Laufbüchse (11) getrennte Teile sind.
4. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbüchse (11) mit einem Zentrierbund in das Zylinderrohr (10) gesteckt ist.
5. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbüchse (11) an einer Innenschulter (24) des Zylinderkopfes (20) anliegt und von diesem gegen eine Stirnfläche des Zylinderrohres (10) gedrückt ist.
6. Hydraulischer Zylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohreinheit (9) aus Zylinderrohr (10) und Laufbüchse (11) axial an einer Innenschul- ter (24) des Zylinderkopfes (20) anliegt und daß sich die Laufbüchse (11) über die Innenschulter (24) hinaus in den Abschnitt des Zylinderkopfes (20) mit kleinerem Innendurchmesser hineinerstreckt .
7. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 6 , dadurch gekenn- zeichnet, daß die dem Zylinderboden (16) abgewandten Stirnflächen (25, 13) vom Zylinderkopf (20) und Laufbüchse (11) miteinander fluchten.
8. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (20) und die Rohreinheit
(9) oberhalb der Innenschulter (24) im Bereich des Zylinderkopfes (20) mit größerem Innendurchmesser aneinander zentriert sind.
9. Hydraulischer Zylinder nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den oberhalb der Innenschulter (24) des Zylinderkopfes (20) in diesem steckenden Abschnitt der Rohreinheit (9) ein Druckmittelkanal (64) von außen nach innen in einen Ringraum (42) auf der einen Seite des Kolbens (40) verläuft, daß axial vor und hinter dem Druckmittelkanal
(64) zwischen Rohreinheit (9) und Zylinderkopf (20) jeweils ein Dichtring angeordnet ist und daß sich auch der innenschulter- seitige Dichtring (65) oberhalb der Innenschulter (24) befindet.
10. Hydraulischer Zylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohreinheit (9) aus Zylinderrohr (10) und Laufbüchse (11) im Zylinderkopf (20) steckt, daß innerhalb des im Zylinderkopf (20) steckenden Ab- Schnitts der Rohreinheit (9) in Form einer Bohrung (64) ein Druckmittelkanal von außen nach innen in einen Ringraum (42) auf der einen Seite des Kolbens (40) verläuft und daß der Druckmittelkanal (64) derart schräg verläuft, daß sein Abstand von der dem Zylinderboden (16) abgewandten Stirnseite (13) der Rohreinheit ( 9 ) innen größer als außen ist .
11. Hydraulischer Zylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohreinheit (9) aus Zylinderrohr (10) und Laufbüchse (11) im Zylinderkopf (20) steckt, daß innerhalb des im Zylinderkopf (20) steckenden Ab- Schnitts der Rohreinheit (9) in Form einer Bohrung (64) ein Druckmittelkanal von außen nach innen in einen Ringraum (42) auf der einen Seite des Kolbens (40) verläuft und daß der Druckmittelkanal (64) außen in einen radial zwischen Rohreinheit (9) und Zylinderkopf (20) befindlichen Ringraum (63) ün- det.
12. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (20) eine im Druckmittelweg zum und vom Ringraum (42) auf der einen Seite des Kolbens (40) liegende und vorzugsweise von seiner dem Zylinderboden (16) zugewandten Stirnseite (23) in ihn eingebrachte Axialbohrung (62) aufweist, daß der Ringraum durch eine Ringnut (63) im Zylinderkopf (20) gebildet ist, und daß die Axialbohrung (62) axial bis zur Ringnut (63) reicht und die Ringnut (63) so tief ist, daß sie die Axialbohrung (62) anschneidet.
13. Hydraulischer Zylinder nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Druckmittelkanäle in Form von durch die Rohreinheit ( 9 ) von außen nach innen verlaufende Boh- rungen (64) vorhanden sind, die innen zu dem Ringraum (42) auf der einen Seite des Kolbens (40) und außen zu dem Ringraum (63) zwischen Zylinderkopf (20) und Rohreinheit (9) offen und über den Umfang der Rohreinheit (9) verteilt sind.
14. Hydraulischer Zylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckmittelweg zu einem Ringraum (42) auf der einen Seite des Kolbens (40) ein außerhalb des Zylinderrohres (10) axial verlaufendes und axial in den Zylinderboden (16) und in den Zylinderkopf (20) eintau- chendes Rohr (60) liegt.
15. Hydraulischer Zylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderboden (16) als Steuerblock ausgebildet ist, auf den hydraulische Einzelkomponenten (51, 52) aufgebaut sind.
16. Hydraulischer Zylinder nach einem vorhergehenden Anspruch, daß am Zylinderboden (16) Mittel (70), insbesondere eine Nut (70) zur Aufnahme einer Paßfeder, zur unmittelbaren Kraftableitung an ein Maschinengestell vorhanden sind.
17. Verfahren zur Herstellung zweier sich im Durchmesser des Kolbens (40) und/oder der Kolbenstange (41) unterscheidender hydraulischer Zylinder mit den Merkmalen aus einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Zylin- derböden (16) und Zylinderköpfe (20) und sich im Innendurchmesser unterscheidende Rohreinheiten ( 9 ) verwendet werden.
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