WO2014124624A1 - Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung - Google Patents

Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung Download PDF

Info

Publication number
WO2014124624A1
WO2014124624A1 PCT/DE2014/000050 DE2014000050W WO2014124624A1 WO 2014124624 A1 WO2014124624 A1 WO 2014124624A1 DE 2014000050 W DE2014000050 W DE 2014000050W WO 2014124624 A1 WO2014124624 A1 WO 2014124624A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
annular elastic
cylinder tube
recess
elastic seal
Prior art date
Application number
PCT/DE2014/000050
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Bueter
Original Assignee
Bümach Engineering International B.V.
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
Application filed by Bümach Engineering International B.V. filed Critical Bümach Engineering International B.V.
Priority to EP14711141.3A priority Critical patent/EP2956678B1/de
Priority to DE112014000781.1T priority patent/DE112014000781A5/de
Publication of WO2014124624A1 publication Critical patent/WO2014124624A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423Component parts; Constructional details
    • F15B15/1447Pistons; Piston to piston rod assemblies
    • F15B15/1452Piston sealings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/20Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors controlling several interacting or sequentially-operating members
    • F15B11/205Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors controlling several interacting or sequentially-operating members the position of the actuator controlling the fluid flow to the subsequent actuator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/149Fluid interconnections, e.g. fluid connectors, passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/22Synchronisation of the movement of two or more servomotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423Component parts; Constructional details
    • F15B15/1428Cylinders
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423Component parts; Constructional details
    • F15B15/1447Pistons; Piston to piston rod assemblies

Definitions

  • the invention relates to a double-acting hydraulic working cylinder with a pressure medium overflow between the working spaces, preferably in the end positions of the piston.
  • Valve systems are known from the prior art for pressure equalization between the working spaces in the end positions in pistons or piston rods of working cylinders, which valve bodies are usually spring-biased with a plunger.
  • the corresponding valve In the respective end position of the piston, the corresponding valve is opened by the plunger in contact with the inside of a closure part of the cylinder tube opens the valve and the pressure medium flows from one to the other working space.
  • a generic piston-cylinder unit is known from the document DE 30 13 381 C2.
  • the working piston in this case two operable by plunger valves are arranged, which are opened just before the respective end stop of the piston on a closure part of the cylinder tube to connect the working space with the return port to prevent damage to the components.
  • the document DE 12 79 908 A discloses a double-acting hydraulic lifting cylinder with valve spindles protruding from the piston on both sides.
  • the valve spindles are unequal in length, whereby upon reaching the respective end position of the piston, a two-stage pressure equalization between the working spaces takes place.
  • Another arrangement of a controlled by plunger valve in the piston of a working cylinder is disclosed in the document DE 2 245 129 A. In the vicinity of the end positions of the piston of the respective plunger opens in contact with the inner wall of the closure part of the valve, both working chambers of the working cylinder are connected to each other, whereby with the overflow of the pressure means of the pressure equalization takes place.
  • the document DE 10 2005 008 070 A1 has a hydraulic cylinder to the object whose piston has a valve arrangement for pressure equalization between the working spaces.
  • the valves are also opened in the vicinity of the end positions of the piston by means of plungers, so that pressure medium can flow over between the working spaces of the hydraulic cylinder.
  • valve arrangements in the piston of a working cylinder have symmetrically designed valve arrangements which lift the spring-loaded valve bodies from their seat with the aid of plungers shortly before reaching the respective end position of the piston. is made rooms and for pressure equalization overflow of the pressure medium takes place.
  • the object of the invention is to develop a structurally favorable solution for a definable pressure medium overflow between the working spaces of a double-acting hydraulic working cylinder in definable positions, in particular in the end positions of the piston.
  • An inventive cylinder according to claim 1 allows a pressure medium flow between the working spaces in both directions.
  • An inventive cylinder according to claim 2 with Druckmediumüberströmung between the working spaces has a cylinder tube with connections for supplying and discharging a pressure medium, a bottom closure part, a guide closure part, two working spaces, a piston rod, which is guided in the guide closure part, a piston with the piston rod is connected and guided in the cylinder tube and separates by means of seals two working spaces in the cylinder tube.
  • the working cylinder according to the invention is characterized in that the piston has a first side plate and a second side plate and a central portion between the first and second side plate and a first and a second annular elastic seal, wherein the first Seal on the first side plate is arranged axially in the direction of the second side plate and is supported on one side by the first side plate, while the second seal on the second side plate is arranged axially in the direction of the first side plate and is supported on one side by the second side plate.
  • the annular space enclosed axially between the two seals and radially between the middle section of the piston and the cylinder tube wall is referred to below as the piston center space.
  • Each of the seals is deformed differently depending on the direction of the pressurization and thus has a different sealing behavior depending on the direction of the pressure gradient.
  • the seal When pressurizing in the direction of the central portion, ie at a higher pressure in the working space than in the piston center space, the seal deforms by the pressure-related force application to the axial edge of the elastic annular seal towards the central portion.
  • a gap is formed between the cylinder surface facing the radial surface of the seal and the Zylinderrohrinnenwandung.
  • a cross section is opened, which allows a pressure medium transfer on the working space in the piston central space and thus a pressure compensation.
  • the height of the pressure gradient between the working space and the piston center space, from which a pressure fluid transfer occurs, can be adjusted by the geometry and the material properties of the relevant elastic seal application.
  • Each of the seals thus behaves like a valve, the opening direction and closing direction of both seals being opposite to each other. If, for example, a higher pressure prevails in the first working space than in the second working space, the seal facing the first working space allows pressure medium to pass into the piston center space, while the seal facing the second working space is supported by the second side disk and behaves in a sealing manner and no pressure medium passage between the piston central space and the second working space permits. As a result, there is no pressure medium transfer from the first working space into the second working space.
  • the cylinder tube has a first and a second recess, wherein the first recess is arranged axially so that the first seal is positioned in a first end position of the piston above the first recess and by means of the first recess between the first seal and cylinder tube, a first overflow cross section opens.
  • the second recess is axially arranged so that the second seal is positioned in a second end position of the piston above the second recess and opens a second overflow cross section by means of the second recess between the second seal and the cylinder tube.
  • Such an overflow cross section can preferably be provided by an annular groove-like depression of the cylinder tube inner wall or a conical expansion;
  • the cylinder tube inner wall springs back at least in sections so that the relevant sealing ring and, if appropriate, the side window assigned to this sealing ring no longer abuts completely against the cylinder tube inner wall.
  • an overflow position shown on the example of a first end position, so that the sealing of the first seal between the piston central space and the first working space, so the working space with the lower pressure, repealed.
  • the pressure medium can flow from the piston center space via the first overflow cross section into the first working space.
  • the pressure in the piston central space drops to the pressure of the first working chamber.
  • elastic deformation of the second seal toward the center portion occurs; the second seal opens and there is a resulting overflow from the second working space via the gap between the second seal and cylinder tube inner wall in the piston central space and from there via the first overflow cross section in the first working space.
  • the overcurrent can take place until, for example, leakage losses from the pressure medium system assigned to the first working space are compensated for and pressure equalization is again established.
  • the operation in the second end position is corresponding.
  • the end position in the sense of an overflow position can also be understood to be a different position than corresponds to the stroke end position predetermined by the cylinder. This may be the case, for example, when the means driven by the working cylinder do not permit movement of the piston all the way in the cylinder tube or require overflow at another position.
  • the simple design of the piston has a particularly advantageous effect, since it has no additional mechanically moving components which require special machining of the piston and assembly work. It is achieved an overflow in both directions between the working spaces, wherein the overflow direction is determined by the piston position.
  • a working cylinder according to the invention can be operated without interference and can be easily maintained. Furthermore, by choosing the geometry and the material properties of the seals, a desired pressure gradient, from which a pressure medium occurs, can also be adjusted without problems for each of the two overflow layers.
  • An alternative inventive working cylinder according to claim 2 allows a pressure medium flow between the work spaces in only one direction.
  • Such a working cylinder initially has the same features and the same operation as a working cylinder according to claim 1, so that here the description to claim 1 applies, with the following differences exist.
  • the cylinder tube need only have a recess, referred to as the second recess.
  • first annular elastic seal which is supported on one side by a first side window.
  • the positioning of the second recess defines an overflow position. In the overflow position, the second seal is in height of the recess, so that over an overflow cross section, referred to as the second overflow cross section, pressure medium from the piston central space can pass into the separated by the second seal working space, which at the same time a pressure equalization takes place.
  • the second seal can be formed without the special features of the elastic deformability in connection with the one-sided support and the valve effect achieved thereby.
  • the pressure medium overflow in an overflow position is limited by at least one additional throttle.
  • the throttle is provided with very simple and interference-insensitive means in that an annular gap with a desired cross-section is provided by suitable adaptation of the diameter of a side window to the inner diameter of the cylinder tube inner wall of the cylinder tube. The width of the annular gap is dimensioned according to the required overflow of the pressure medium between the work spaces for the particular application.
  • the piston is in an overflow position, an excess flow limitation is brought about by the annular gap between the cylinder tube inner wall and the side window, which is not positioned above the recess, even at pressure drops caused by the elastic deformation of the elastic annular shaft associated with this side plate Seal would lead to a gap with a larger cross-section and thus to a larger pressure medium transfer per unit time.
  • the elastic annular seals are also protected against high loads.
  • both side windows are formed so that each a throttle is provided.
  • one throttle in each end position becomes active.
  • different throttle values in the two end positions can be defined as a particular advantage in this way.
  • a throttle which is formed by an annular gap between the first side window and the cylinder tube inner wall.
  • the central portion of the piston parallel to the vertical center axis of two spaced-apart annular grooves, between which a circumferential collar is arranged with shoulders on both sides.
  • annular collar is integrally formed on the side windows in the outer region. This collar allows reliable reception of the annular elastic seals without the need for additional fasteners.
  • Fig. 2 section of a central portion of the piston
  • FIG. 3 section of a resilient annular seal explained in more detail.
  • a double-acting working cylinder has a cylinder tube 1 with a first connection 2 and second connection 3 for supplying and removing a pressure medium, a bottom closure part 4, a guide closure part 5, a piston rod 6, guided in a bore 7 with seals 8 in the guide closure part 5 and a piston 9, received by the piston rod 6, which is guided in the cylinder tube 1 and the working spaces in the cylinder tube 1 separates.
  • the piston 9 consists of a first side window 10 and a second side window 1 1 and a central portion 12th
  • the side windows 10; 1 1 have a diameter which is reduced compared to the inner diameter of the cylinder tube 1 so far that between a cylinder tube inner wall 15 of the cylinder tube 1 and the circumference of the side plates 10; 1 1, an annular gap 16 is formed whose width is dimensioned according to the required overflow of the pressure medium for pressure equalization between the working spaces, between the respective pressure-carrying piston chamber 17 or piston rod chamber 18 and the piston rod chamber 18 or the piston chamber 17, for the particular application.
  • the maximum outer diameter of the central portion 12 is at most equal to that of the side windows 10; 1 1.
  • the central portion 12 of the piston 9 shown in section in FIG. 2 has, parallel to its vertical central axis 22, a circumferential collar 23 with a shoulder 24 on both sides as well as a first annular groove 25 and a second annular groove 26.
  • the annular elastic seals 13; 14 are shown in Fig. 3 in section larger, T-shaped.
  • the pressure medium previously located in the piston chamber 17 previously flowed via the second port 3 into the slave working cylinder. Due to leakage in the operation of the system, the slave cylinder is not fully extended, so that pressure medium must be tracked and a pressure equalization must be carried out.
  • the voltage applied in the piston rod space pressure of the pressure medium deforms the first annular elastic seal 13 in the direction of the facing side of the two-sided shoulder 24 at the central portion 12 so that the first annular elastic seal 13 lifts from the Zylinderrohrinnenwandung 15 of the cylinder tube 1 and forms a gap, and the pressure medium via the annular gap 16 between the first side window 10 and the cylinder tube inner wall 15 of the cylinder tube 1, said gap, the piston central space 27 in the region of the central portion 12 and the overflow cross section at the second recess 21 in the piston chamber 17 and further on the second - Connection 3 flows to the slave working cylinder and extends it completely.
  • the second annular elastic seal 14 and the second side plate 1 1 of the piston 9 are located in a position in the region of the second recess 21, so that a free space for overflow of the pressure medium is formed.
  • the pressure medium from the piston rod space 18 can deform the first annular elastic seal 13 so that it forms a gap to the cylinder tube inner wall 15, with which the pressure medium can pass into the piston middle space 27. From the piston middle space 27, the pressure medium passes over the overflow cross section between the second seal, which is shown in the figure 1 as the second annular elastic seal 14, but deviating from the representation can also be designed as a normal seal without special deformation properties, and the cylinder tube. 1 in the region of the second recess 21 in the piston chamber 17 via. In the opposite direction, ie from the piston chamber 17 into the piston rod chamber 18, no pressure medium can occur.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

Es wird eine Arbeitszylinder zur Druckmediumüberströmung zwischen den Arbeitsräumen eines doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder in der Nähe der Endlagen des Kolbens beschrieben. Ein erfindungsgemäßer Arbeitszylinder ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) eine erste und eine zweite kreisringförmige elastische Dichtung (13; 14) aufweist, wobei die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13) an einer ersten Seitenscheibe (10) axial in Richtung einer zweiten Seitenscheibe (11) angeordnet ist und einseitig von der ersten Seitenscheibe (10) gestützt wird, die zweite kreisringförmige elastische Dichtung (14) an der zweiten Seitenscheibe (1 1) axial in Richtung der ersten Seitenscheibe (10) angeordnet ist und einseitig von der zweiten Seitenscheibe (11) gestützt wird, wobei jede der kreisringförmigen elastischen Dichtungen (13; 14) bei einer Druckbeaufschlagung in Richtung des Mittelabschnitts (12) unter Bildung eines Spaltes zu der Zylinderrohrinnenwandung (15) elastisch verformbar ist und wobei bei einer Druckbeaufschlagung in umgekehrter Richtung die elastische Verformbarkeit der kreisringförmigen elastischen Dichtung (13; 14) durch die jeweilige Seitenscheibe (10; 11) begrenzt und die kreisringförmige elastische Dichtung (13; 14) abdichtend ist, dass das Zylinderrohr (1) eine erste und eine zweite Ausnehmung (20; 21) aufweist, wobei die erste Ausnehmung (20) axial so angeordnet ist, dass ausschließlich die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13) in einer ersten Endlage des Kolbens (9) über der ersten Ausnehmung (20) positioniert ist und sich mittels der ersten Ausnehmung (20) zwischen der ersten kreisringförmigen elastischen Dichtung (13) und dem Zylinderrohr (1) ein erster Überströmungsquerschnitt öffnet wobei die zweite Ausnehmung (21) axial so angeordnet ist, dass ausschließlich die zweite kreisringförmige elastische Dichtung (14) in einer zweiten Endlage des Kolbens (9) über der zweiten Ausnehmung (21) positioniert ist und sich mittels der zweiten Ausnehmung (21) zwischen der zweiten kreisringförmigen elastischen Dichtung (14) und dem Zylinderrohr (1) ein zweiter Überströmungsquerschnitt öffnet,

Description

Arbeitszylinder mit Druckmediumüberströmung
Die Erfindung betrifft einen doppeltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinder mit einer Druckmediumüberströmung zwischen den Arbeitsräumen vorzugsweise in den Endlagen des Kolbens.
Bei bestimmten Einsatzzwecken von Arbeitszylindern, wie Master-Slave-Syste- men, hydraulisch betätigten Schaltern oder in Verbindung mit Hydrospeichern ist es erforderlich, in einer Endlage oder beiden Endlagen des Kolbens einen Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen zu ermöglichen, bzw. aus dem einen Druckraum in den anderen Druckraum Druckmittel zu überführen. Damit sollen beispielsweise Leckverluste ausgeglichen werden.
Auf diese Weise wird erzielt, dass der Kolben des Arbeitszylinders stets in die Endlage fahren kann und dass dessen Funktion sowie auch die Funktion der angeschlossenen Mittel, wie beispielsweise eines Hydrospeichers sichergestellt ist.
Aus dem Stand der Technik sind zum Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen in den Endlagen in Kolben oder Kolbenstangen von Arbeitszylindern ange- ordnete Ventilsysteme bekannt, die zumeist mit Federn vorgespannte Ventilkörper mit einem Stößel aufweisen. In der jeweiligen Endlage des Kolbens wird das entsprechende Ventil geöffnet, indem der Stößel im Kontakt mit der Innenseite eines Verschlussteils des Zylinderrohrs das Ventil öffnet und das Druckmedium vom einen zum anderen Arbeitsraum überströmt.
Eine gattungsgemäße Arbeitskolben-Zylinder-Einheit geht aus der Druckschrift DE 30 13 381 C2 hervor. Im Arbeitskolben sind hierbei zwei durch Stößel betätigbare Ventile angeordnet, die jeweils kurz vor dem jeweiligen Endanschlag des Kolbens an einem Verschlussteil des Zylinderrohrs zur Verbindung des Arbeits- raums mit dem Rücklaufanschluss aufgesteuert werden, um Beschädigungen der Bauteile zu verhindern.
Bestätigungskopiel Aus der Druckschrift DE 83 24 442 U1 geht die Anordnung eines Rückschlagventils im Kolben und einer inneren Verbindungsleitung im Kolben und der Kolbenstange einer doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheit zum Druckausgleich mit einem Hydrospeicher hervor. Die Hydrospeicherladung und der Druckmittel- Verlustausgleich zwischen dem Kolben- und Kolbenstangenraum erfolgt in der eingefahrenen Endlage des Kolbens bei Beaufschlagung mit einem Druckmittel über den Hauptanschluss des Arbeitszylinders.
In der Druckschrift DE 12 79 908 A ist ein doppeltwirkender hydraulischer Hubzy- linder mit beidseitig aus dem Kolben hervorstehenden Ventilspindeln bekannt. Die Ventilspindeln sind ungleich lang, wodurch beim Erreichen der jeweiligen Endlage des Kolbens ein zweistufiger Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen erfolgt. Eine weitere Anordnung eines durch Stößel gesteuerten Ventils im Kolben eines Arbeitszylinders wird in der Druckschrift DE 2 245 129 A offenbart. In der Nähe der Endlagen des Kolbens öffnet der jeweilige Stößel im Kontakt mit der Innenwandung des Verschlussteils das Ventil, beide Arbeitsräume des Arbeitszylinders werden miteinander verbunden, wodurch mit dem Überströmen des Druck- mittels der Druckausgleich erfolgt.
Die Druckschrift DE 10 2005 008 070 A1 hat einen Hydrozylinder zum Gegenstand, dessen Kolben eine Ventilanordnung zum Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen aufweist. Die Ventile werden in der Nähe der Endlagen des Kol- bens ebenfalls mit Hilfe von Stößeln geöffnet, so dass Druckmittel zwischen den Arbeitsräumen des Hydrozylinders überströmen kann.
Alle genannten Ventilanordnungen im Kolben eines Arbeitszylinders weisen symmetrisch ausgeführte Ventilanordnungen auf, die mit Hilfe von Stößeln kurz vor Erreichen der jeweiligen Endlage des Kolbens die mit Federn vorbelasteten Ventilkörper aus deren Sitz abheben, eine Verbindung zwischen den Arbeits- räumen hergestellt wird und zum Druckausgleich ein Überströmen des Druckmediums erfolgt.
Der konstruktiv bedingte Aufwand und der relativ geringe Querschnitt zum Überströmen des Druckmittels sowie der durch die räumlichen Gegebenheiten im Kol- ben vorhandene Einbauraum der Ventilbauteile begrenzen den möglichen Einsatzbereich der beschriebenen Lösungen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv günstige Lösung für eine definierbare Druckmediumüberströmung zwischen den Arbeitsräumen eines dop- peltwirkenden hydraulischen Arbeitszylinders in definierbaren Lagen, insbesondere in den Endlagen des Kolbens zu entwickeln.
Die Aufgabe wird durch einen Arbeitszylinder mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen sowie alternativ durch einen Arbeitszylinder mit den im Patentanspruch 2 aufgeführten Merkmalen gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein erfindungsgemäßer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 ermöglicht eine Druckmediumüberströmung zwischen den Arbeitsräumen in beiden Richtungen.
Ein erfindungsgemäßer Arbeitszylinder nach Anspruch 2 mit Druckmediumüberströmung zwischen den Arbeitsräumen weist ein Zylinderrohr mit Anschlüssen zum Zu- und Abführen eines Druckmediums, ein Bodenverschlussteil, ein Führungsverschlussteil, zwei Arbeitsräume, eine Kolbenstange, die in dem Füh- rungsverschlussteil geführt ist, einen Kolben, der mit der Kolbenstange verbunden und im Zylinderrohr geführt ist und mittels Dichtungen zwei Arbeitsräume im Zylinderrohr trennt.
Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder ist gekennzeichnet dadurch, dass der Kolben eine erste Seitenscheibe und eine zweite Seitenscheibe sowie einen Mittelabschnitt zwischen erster und zweiter Seitenscheibe sowie eine erste und eine zweite kreisringförmige elastische Dichtung aufweist, wobei die erste Dichtung an der ersten Seitenscheibe axial in Richtung der zweiten Seitenscheibe angeordnet ist und einseitig von der ersten Seitenscheibe gestützt wird, während die zweite Dichtung an der zweiten Seitenscheibe axial in Richtung der ersten Seitenscheibe angeordnet ist und einseitig von der zweiten Seitenscheibe gestützt wird. Der axial zwischen den beiden Dichtungen und radial zwischen dem Mittelabschnitt des Kolbens und der Zylinderrohrwandung eingeschlossene Ringraum wird nachfolgend als Kolbenmittelraum bezeichnet.
Jede der Dichtungen ist in Abhängigkeit der Richtung der Druckbeaufschlagung unterschiedlich verformbar und weist dadurch je nach Richtung des Druckgefälles ein unterschiedliches Abdichtungsverhalten auf.
Bei einer Druckbeaufschlagung aus Richtung Mittelabschnitt, also wenn in dem Kolbenmittelraum ein höherer Druck des Druckmediums vorliegt als in dem durch die jeweilige Dichtung hiervon abgetrennten Arbeitsraum ist die elastische Verformbarkeit der Dichtung durch die jeweilige Seitenscheibe begrenzt. Die der Seitenscheibe zugewandte axiale Flanke der elastischen ringförmigen Dichtung wird durch die Seitenscheibe gestützt. Die Dichtung verhält sich auch bei hohen Druckgefällen in dieser Richtung abdichtend.
Bei einer Druckbeaufschlagung in Richtung des Mittelabschnitts, also bei einem höheren Druck in dem Arbeitsraum als in dem Kolbenmittelraum, verformt sich die Dichtung durch den druckbedingten Kraftangriff auf die axiale Flanke der elastischen ringförmigen Dichtung in Richtung Mittelabschnitt. Dabei bildet sich ein Spalt zwischen der dem Zylinderrohr zugewandten radialen Fläche der Dichtung und der Zylinderrohrinnenwandung. Über diesen Spalt ist ein Querschnitt eröffnet, der einen Druckmediumübertritt auf dem Arbeitsraum in den Kolbenmittelraum und somit einen Druckausgleich ermöglicht. Die Höhe des Druckgefälles zwischen Arbeitsraum und Kolbenmittelraum, ab dem ein Druckmediumübertritt eintritt, kann durch die Geometrie und die Materialeigenschaften der betreffenden elastischen Dichtung anwendungsbezogen eingestellt werden. Jede der Dichtungen verhält sich damit wie ein Ventil, wobei Öffnungsrichtung und Verschlussrichtung beider Dichtungen zueinander entgegengesetzt ist. Liegt beispielsweise im ersten Arbeitsraum ein höherer Druck als in dem zweiten Arbeitsraum an, lässt die dem ersten Arbeitsraum zugewandte Dichtung eine Druckmediumübertritt in den Kolbenmittelraum zu, während die dem zweiten Arbeitsraum zugewandte Dichtung durch die zweite Seitenscheibe gestützt wird und sich abdichtend verhält und keinen Druckmediumübertritt zwischen dem Kolbenmittelraum und dem zweiten Arbeitsraum zulässt. Im Ergebnis findet damit kein Druckmediumübertritt von dem ersten Arbeitsraum in den zweiten Arbeitsraum statt.
Das Zylinderrohr weist eine erste und eine zweite Ausnehmung auf, wobei die erste Ausnehmung axial so angeordnet ist, dass die erste Dichtung in einer ersten Endlage des Kolbens über der ersten Ausnehmung positioniert ist und sich mittels der ersten Ausnehmung zwischen erster Dichtung und Zylinderrohr ein erster Überströmungsquerschnitt öffnet. Analog ist die zweite Ausnehmung axial so angeordnet, dass die zweite Dichtung in einer zweiten Endlage des Kolbens über der zweiten Ausnehmung positioniert ist und sich mittels der zweiten Ausnehmung zwischen zweiter Dichtung und Zylinderrohr ein zweiter Überströ- mungsquerschnitt öffnet. Ein solcher Überströmungsquerschnitt kann vorzugsweise durch eine ringnutartige Vertiefung der Zylinderrohrinnenwandung oder eine konische Aufweitung bereitgestellt werden; möglich sind jedoch auch andere Formen bei denen die Zylinderrohrinnenwandung zumindest abschnittweise soweit zurückspringt, dass der betreffende Dichtring und gegebenenfalls die die- sem Dichtring zugeordnete Seitenscheibe nicht mehr vollständig an der Zylinderrohrinnenwandung anliegt.
In einer Überströmungslage, dargestellt an dem Beispiel einer ersten Endlage, wird damit die Abdichtung der ersten Dichtung zwischen dem Kolbenmittelraum und dem ersten Arbeitsraum, also dem Arbeitsraum mit dem niedrigeren Druck, aufgehoben. Das Druckmedium kann aus dem Kolbenmittelraum über den ersten Überströmungsquerschnitt in den ersten Arbeitsraum überströmen. Damit fällt der Druck im Kolbenmittelraum auf den Druck des ersten Arbeitsraumes ab. In der Folge tritt eine elastische Verformung der zweiten Dichtung in Richtung Mittelabschnitt ein; die zweite Dichtung öffnet und es bildet sich ein resultierender Überstrom aus dem zweiten Arbeitsraum über den Spalt zwischen zweiter Dichtung und Zylinderrohrinnenwandung in den Kolbenmittelraum und von dort über den ersten Überströmungsquerschnitt in den ersten Arbeitsraum aus. Der Überstrom kann solange erfolgen, bis beispielsweise Leckverluste aus dem dem ersten Arbeitsraum zugeordneten Druckmittelsystem ausgeglichen sind und sich wieder ein Druckausgleich einstellt. Die Funktionsweise in der zweiten Endlage ist entsprechend. Als Endlage im Sinne einer Überströmungslage kann auch eine andere Position verstanden werden, als sie der durch den Zylinder vorgegebenen Hubendlage entspricht. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die von dem Arbeitszylinder angetriebenen Mittel eine Bewegung des Kolbens nicht über den gesamten Weg in dem Zylinderrohr zulassen oder an einer anderen Position eine Überströmung erfordern.
Besonders vorteilhaft wirkt sich die einfache Bauweise des Kolbens aus, da dieser keine zusätzlichen mechanisch bewegten Bauteile aufweist, die eine spezielle Bearbeitung des Kolbens und Montagearbeiten erfordern. Es wird eine Über- Strömung in beiden Richtungen zwischen den Arbeitsräumen erreicht, wobei die Überströmungsrichtung durch die Kolbenlage bestimmt wird.
Mit den elastischen kreisringförmigen Dichtungen wird die Funktion des Druckausgleichs zwischen den Arbeitsräumen in einfacher und zuverlässiger Weise realisiert. Zudem kann als besonderer Vorteil ein erfindungsgemäßer Arbeitszy- linder störungsunanfällig betrieben und einfach gewartet werden. Ferner kann durch Wahl der Geometrie und der Materialeigenschaften der Dichtungen ein gewünschtes Druckgefälle, ab dem ein Druckmediumübertritt erfolgt, für jede der beiden Überströmungslagen problemlos auch unterschiedlich eingestellt werden. Ein alternativer erfindungsgemäßer Arbeitszylinder nach Anspruch 2 ermöglicht eine Druckmediumüberströmung zwischen den Arbeitsräumen in nur einer Richtung. Ein solcher Arbeitzylinder weist zunächst die gleichen Merkmale und die gleiche Funktionsweise wie ein Arbeitszylinder nach Anspruch 1 auf, so dass auch hier die Beschreibung zu Anspruch 1 gilt, wobei folgende Abweichungen bestehen. Das Zylinderrohr muss lediglich eine Ausnehmung, bezeichnet als die zweite Ausnehmung, aufweisen. Ferner muss lediglich eine der beiden Dichtungen als eine erste kreisringförmige elastische Dichtung, die einseitig von einer ersten Seitenscheibe gestützt wird, ausgebildet sein. Durch die Positionierung der zweiten Ausnehmung wird eine Überströmungslage definiert. In der Überströmungslage befindet sich die zweite Dichtung in Höhe der Ausnehmung, so dass über einen Überströmungsquerschnitt, bezeichnet als zweiten Überströmungsquerschnitt, Druckmedium aus dem Kolbenmittelraum in den durch die zweite Dichtung abgetrennten Arbeitsraum übertreten kann, womit zugleich ein Druckausgleich erfolgt. Dadurch entsteht ein Druckgefälle zwischen dem Arbeitsraum, der durch die erste elastische ringförmige Dichtung von dem Kolbenmittelraum abge- trennt wird und dem Kolbenmittelraum, wodurch die elastische ringförmige Dichtung unter Bildung eines Spaltes verformt wird, und Druckmedium aus diesem Arbeitsraum in den Kolbenmittelraum und von dort über den Überströmungsquerschnitt in den anderen Arbeitsraum übertritt. Die Überströmungslage wird vorzugsweise in einer Endlage positioniert, kann aber auch in besonderen Fällen an einer anderen axialen Stelle positioniert werden, wenn auf dem Weg des Kolbenhubs beispielsweise in Abhängigkeit von einer bestimmten Kolbenlage eine Überströmung möglich, in einer Endlage aber ausgeschlossen sein soll.
Da eine Überströmung bei der alternativen Lösung nach dem Anspruch 2 lediglich in einer Richtung möglich sein soll, kann die zweite Dichtung ohne die besonderen Merkmale der elastischen Verformbarkeit in Verbindung mit der einseitigen Stützung und die dadurch erreichte Ventilwirkung ausgebildet werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Druckmediumüberströmung in einer Überströmungslage durch mindestens eine zusätzliche Drossel begrenzt. In besonders vorteilhafter Weise wird die Drossel mit sehr einfachen und störungsunempfindlichen Mitteln dadurch bereitgestellt, dass durch eine geeignete Anpas- sung des Durchmessers einer Seitenscheibe an den Innendurchmesser der Zy- linderrohrinnenwandung des Zylinderrohrs ein Ringspalt mit einem gewünschten Querschnitt bereitgestellt wird. Die Weite des Ringspalts ist entsprechend der geforderten Überströmmenge des Druckmediums zwischen den Arbeitsräumen für den jeweiligen Anwendungsfall dimensioniert. Befindet sich der Kolben in ei- ner Überströmungslage, wird durch den Ringspalt zwischen der Zylinderrohrin- nenwandung und der Seitenscheibe, welche nicht über der Ausnehmung positioniert ist, eine Überströmungsbegrenzung auch bei solchen Druckgefällen herbeigeführt, die durch die elastische Verformung der dieser Seitenscheibe zugeordneten elastischen ringförmigen Dichtung zu einem Spalt mit einem grö- ßeren Querschnitt und damit zu einem größeren Druckmediumübertritt pro Zeiteinheit führen würde. Neben der Regulierung des Überströmvolumens werden damit als weiterer Vorteil auch die elastischen ringförmigen Dichtungen vor hoher Belastung geschützt. Vorzugsweise sind beide Seitenscheiben so ausgebildet, dass damit jeweils eine Drossel bereitgestellt wird. Damit wird jeweils eine Drossel in einer Endlage aktiv. Es lassen sich als besonderer Vorteil auf diese Weise je nach Anforderung auch unterschiedliche Drosselungswerte in den beiden Endlagen festlegen. In einer vorteilhaften Weiterbildung bezogen auf einen Arbeitszylinder nach Anspruch 2 mit unidirektionaler Überströmung weist die vorstehend beschriebene Weiterbildung nach Anspruch 3 eine Drossel aus, die durch einen Ringspalt zwischen der ersten Seitenscheibe und der Zylinderrohrinnenwandung gebildet wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Mittelabschnitt des Kolbens parallel zu dessen vertikaler Mittelachse zwei voneinander beabstandete Ringnuten auf, zwischen denen ein umlaufender Bund mit beidseitiger Schulter angeordnet ist. Auf diese Weise werden elastischen kreisringförmigen Dichtungen sicher gehalten und Kerbspannungen beim Verformen der Dichtungen zum Druckausgleich wesentlich verringert, wodurch deren hohe Standzeit gewährleistet ist.
In einer vorteilhaften Variante ist an den Seitenscheiben im äußeren Bereich ein kreisringförmiger Bund angeformt. Dieser Bund ermöglicht eine zuverlässige Aufnahme der kreisringförmigen elastischen Dichtungen, ohne dass zusätzliche Befestigungsmittel hinzugefügt werden müssen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung weisen die elastischen kreis- ringförmigen Dichtungen einen T-förmigen Querschnitt auf.
Mit dem T-förmigen Querschnitt der elastischen kreisringförmigen Dichtungen ist eine sichere Aufnahme zwischen den Ringnuten im Mittelabschnitt und dem kreisringförmigem Bund der jeweiligen Seitenscheibe gewährleistet, so dass sich deren Position bei der Verformung und dem Abheben vom Innenmantel des Arbeitszylinders zum Überströmen des Druckmediums während des Druckausgleichs zwischen den Arbeitsräumen nicht ändern kann.
Bezogen auf einen Arbeitszylinder nach Anspruch 2 mit unidirektionaler Über- Strömung weist die erste kreisringförmige Dichtung einen T-förmigen Querschnitt mit den oben beschriebenen Vorteilen auf.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von Fig. 1 Schnitt eines Arbeitszylinders
Fig. 2 Schnitt eines Mittelabschnitts des Kolbens
Fig. 3 Schnitt einer elastischen kreisringförmigen Dichtung näher erläutert.
Nach Fig. 1 weist ein doppeltwirkender Arbeitszylinder ein Zylinderrohr 1 mit ei- nem ersten Anschluss 2 und zweiten Anschluss 3 zum Zu- und Abführen eines Druckmediums, einem Bodenverschlussteil 4, einem Führungsverschlussteil 5, einer Kolbenstange 6, geführt in einer Bohrung 7 mit Dichtungen 8 im Führungsverschlussteil 5 und einem Kolben 9, aufgenommen von der Kolbenstange 6, der im Zylinderrohr 1 geführt ist und die Arbeitsräume im Zylinderrohr 1 trennt.
Der Kolben 9 besteht aus einer ersten Seitenscheibe 10 sowie einer zweiten Seitenscheibe 1 1 und einem Mittelabschnitt 12.
Zwischen dem Mittelabschnitt 12 und den Seitenscheiben 10; 1 1 ist jeweils eine erste kreisringförmige elastische Dichtung 13 und eine zweite kreisringförmige elastische Dichtung 14 aufgenommen.
Die Seitenscheiben 10; 1 1 weisen einen Durchmesser auf, der gegenüber dem Innendurchmesser des Zylinderrohrs 1 so weit verringert ist, dass zwischen einer Zylinderrohrinnenwandung 15 des Zylinderrohrs 1 und dem Umfang der Seiten- Scheiben 10; 1 1 ein Ringspalt 16 ausgebildet ist, dessen Weite entsprechend der geforderten Überströmmenge des Druckmittels zum Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen, zwischen dem jeweils druckführenden Kolbenraum 17 oder Kolbenstangenraum 18 und dem Kolbenstangenraum 18 oder dem Kolbenraum 17, für den jeweiligen Anwendungsfall dimensioniert ist.
Der maximale Außendurchmesser des Mittelabschnitts 12 ist höchstens gleich dem der Seitenscheiben 10; 1 1.
An den Seitenscheiben 10; 1 1 ist im äußeren Bereich ein kreisringförmiger Bund 19.1 ; 19.2 angeformt. Im Zylinderrohr 1 sind im Bereich der Endlagen des Kolbens 9 eine erste Ausnehmung 20 und zweite Ausnehmung 21 , die im Zusammenwirken mit der jeweiligen Seitenscheibe 10; 1 1 , der jeweiligen kreisringförmigen elastischen Dichtung 13; 14 und dem Mittelabschnitt 12 einen Überströmungsquerschnitt zum Überströmen des Druckmittels vom jeweils druckführenden Arbeitsraum in den anderen Arbeitsraum in der Endlage des Kolbens 9 ausbilden.
Der in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Mittelabschnitt 12 des Kolbens 9 weist parallel zu dessen vertikaler Mittelachse 22 einen umlaufenden Bund 23 mit beid- seitiger Schulter 24 sowie eine erste Ringnut 25 und eine zweite Ringnut 26 auf. Die kreisringförmigen elastischen Dichtungen 13; 14 sind wie in Fig. 3 im Schnitt größer dargestellt, T-förmig ausgebildet.
Zwischen der ersten Seitenscheibe 10 und dem Mittelabschnitt 12 wird die erste kreisringförmige elastische Dichtung 13 sowie zwischen dem Mittelabschnitt 12 und der zweiten Seitenscheibe 1 1 die zweite kreisringförmige elastische Dichtung 14 mit Hilfe des jeweiligen kreisringförmigen Bunds 19.1 ; 19.2 an den Seitenscheiben 10; 1 1 im Zusammenwirken mit der jeweiligen Ringnut 25; 26 am Mittelabschnitt 12 auf Grund der T-förmigen Ausbildung sicher gehalten.
Beim Verformen der kreisringförmigen elastischen Dichtungen 13; 14 zum Druckausgleich auftretende Kerbspannungen im Bereich des Mittelabschnitts 12 werden mittels der jeweils zugeordneten Seite der beidseitigen Schulter 24 wesentlich verringert, so dass deren hohe Standzeit gewährleistet ist.
Bei Druckbeaufschlagung des Kolbenstangenraums 18 mit dem Druckmittel soll der Kolben 1 die in der Fig. 1 dargestellte Endlage, wie der eines Master-Arbeitszylinders in einem Master-Slave-System, erreichen.
Das sich zuvor im Kolbenraum 17 befindliche Druckmittel strömte dabei zuvor über den zweiten Anschluss 3 in den Slave-Arbeitszylinder ab. Auf Grund von Leckverlusten beim Betrieb des Systems sei der Slave-Arbeitszylinder nicht vollständig ausgefahren, so dass Druckmittel nachgeführt und ein Druckausgleich erfolgen muss.
Der im Kolbenstangenraum anliegende Druck des Druckmittels verformt hierbei die erste kreisringförmige elastische Dichtung 13 in Richtung der zugewandten Seite der beidseitigen Schulter 24 an dem Mittelabschnitt 12, so dass die erste kreisringförmige elastische Dichtung 13 von der Zylinderrohrinnenwandung 15 des Zylinderrohrs 1 abhebt und einen Spalt bildet, und das Druckmittel über den Ringspalt 16 zwischen der ersten Seitenscheibe 10 und der Zylinderrohrinnenwandung 15 des Zylinderrohrs 1 , den genannten Spalt, den Kolbenmittelraum 27 im Bereich des Mittelabschnitts 12 und den Überströmungsquerschnitt an der zweite Ausnehmung 21 in den Kolbenraum 17 und weiter über den zweiten An- schluss 3 zum Slave-Arbeitszylinder strömt und diesen vollständig ausfährt. Die zweite kreisringförmige elastische Dichtung 14 und die zweite Seitenscheibe 1 1 des Kolbens 9 befinden sich dabei in einer Position im Bereich der zweiten Ausnehmung 21 , sodass ein Freiraum zum Überströmen des Druckmittels ausgebildet ist.
Eine analoge Funktionsweise der Vorrichtung zum Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen des Arbeitszylinders liegt auch bei Druckbeaufschlagung des Kolbenraums 17 vor.
In der Endlage des Kolbens 9 befindet sich die jeweils in Bewegungsrichtung vorlaufende elastische kreisringförmige Dichtung 13; 14 im Bereich der Ausnehmung 20; 21 im Zylinderrohr 1 , wodurch in diesem Bereich ein freier Durchgang vorliegt.
Der Druckausgleich zwischen den Arbeitsräumen des Arbeitszylinders erfolgt dann, indem die sich im geschlossenen Bereich der Zylinderrohrinnenwandung 15 des Zylinderrohrs 1 befindliche elastische kreisringförmige Dichtung 13; 14 am Umfang durch den Druck des Druckmediums im druckbeaufschlagten Arbeitsraum in Richtung des nicht druckführenden Arbeitsraums elastisch verformt wird, wodurch diese vom Innenmantel 14 abgehoben wird und das Druckmittel, wie zuvor beschrieben, überströmt. In einem anderen Ausführungsbeispiel, wie es dem Anspruch 2 entspricht, weist ein Arbeitszylinder eine Überströmungsmöglichkeit lediglich in einer Richtung auf. Ein solcher Arbeitszylinder entspricht im Wesentlichen zunächst dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei allerdings ausschließlich die zweite Ausnehmung 21 ausgebildet ist. Befindet sich der Kolben in der Endlage am Bodenverschlussteil 4, kann das Druckmedium aus dem Kolbenstangenraum 18 die erste kreisringförmige elastische Dichtung 13 verformen, so dass diese einen Spalt zur Zylinderrohrinnenwandung 15 bildet, womit das Druckmedium in den Kolbenmittelraum 27 übertreten kann. Aus dem Kolbenmittelraum 27 tritt das Druckmedium über den Überströmungsquerschnitt zwischen der zweiten Dichtung, welche in der Figur 1 als die zweite kreisringförmige elastische Dichtung 14 dargestellt ist, abweichend von der Darstellung jedoch auch als normale Dichtung ohne spezielle Verformungseigenschaften ausgebildet sein kann, und dem Zylinderrohr 1 im Bereich der zweiten Ausnehmung 21 in den Kolbenraum 17 über. In umgekehrter Richtung, also von dem Kolbenraum 17 in den Kolbenstangenraum 18 kann kein Druckmediumübertritt erfolgen.
Verwendete Bezugszeichen
1 Zylinderrohr
2 erster Anschluss
3 zweiter Anschluss
4 Bodenverschlussteil
5 Führungsverschlussteil
6 Kolbenstange
7 Bohrung
8 Dichtungen
9 Kolben
10 erste Seitenscheibe
1 1 zweite Seitenscheibe
12 Mittelabschnitt
13 erste kreisringförmige elastische Dichtung
14 zweite kreisringförmige elastische Dichtung
15 Zylinderrohrinnenwandung
16 Ringspalt
17 Kolbenraum
18 Kolbenstangenraum
19 kreisringförmiger Bund (19.1 ; 19.2)
20 erste Ausnehmung
21 zweite Ausnehmung
22 vertikale Mittelachse
23 umlaufender Bund
24 beidseitige Schulter
25 erste Ringnut
26 zweite Ringnut
27 Kolbenmittelraum

Claims

Arbeitszylinder, aufweisend ein Zylinderrohr (1) mit Anschlüssen zum Zu- und Abführen eines Druckmediums, ein Bodenverschlussteil (4), ein Führungsverschlussteil (5), zwei Arbeitsräume, eine Kolbenstange (6), die in dem Führungsverschlussteil (5) geführt ist, einen Kolben (9) mit
Dichtungen, der mit der Kolbenstange (6) verbunden und im Zylinderrohr
(I) geführt ist und die Arbeitsräume im Zylinderrohr (1) trennt, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (1) eine erste Seitenscheibe (10) und eine zweite Seitenscheibe (11) sowie einen Mittelabschnitt (12), angeordnet zwischen erster und zweiter Seitenscheibe (10; 11), sowie eine erste und eine zweite kreisringförmige elastische Dichtung (13; 14) aufweist, wobei die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13) an der ersten Seitenscheibe (10) axial in Richtung der zweiten Seitenscheibe (11) angeordnet ist und einseitig von der ersten Seitenscheibe (10) gestützt wird, die zweite kreisringförmige elastische Dichtung (14) an der zweiten Seitenscheibe
(I I) axial in Richtung der ersten Seitenscheibe (10) angeordnet ist und einseitig von der zweiten Seitenscheibe (11) gestützt wird, wobei jede der kreisringförmigen elastischen Dichtungen (13; 14) bei einer
Druckbeaufschlagung in Richtung des Mittelabschnitts (12) unter Bildung eines Spaltes zu der Zylinderrohrinnenwandung (15) elastisch verformbar ist und wobei bei einer Druckbeaufschlagung in umgekehrter Richtung die elastische Verformbarkeit der kreisringförmigen elastischen Dichtung (13; 14) durch die jeweilige Seitenscheibe (10; 11 ) begrenzt und die
kreisringförmige elastische Dichtung (13; 14) abdichtend ist,
dass das Zylinderrohr (1) eine erste und eine zweite Ausnehmung (20; 21) aufweist, wobei die erste Ausnehmung (20) axial so angeordnet ist, dass ausschließlich die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13) in einer ersten Endlage des Kolbens (9) über der ersten Ausnehmung (20) positioniert ist und sich mittels der ersten Ausnehmung (20) zwischen der ersten kreisringförmigen elastischen Dichtung (13) und dem Zylinderrohr (1) ein erster Überströmungsquerschnitt öffnet wobei die zweite Ausnehmung (21 ) axial so angeordnet ist, dass ausschließlich die zweite
kreisringförmige elastische Dichtung (14) in einer zweiten Endlage des Kolbens (9) über der zweiten Ausnehmung (21 ) positioniert ist und sich mittels der zweiten Ausnehmung (21 ) zwischen der zweiten
kreisringförmigen elastischen Dichtung (14) und dem Zylinderrohr (1 ) ein zweiter Überströmungsquerschnitt öffnet.
Arbeitszylinder, aufweisend ein Zylinderrohr (1 ) mit Anschlüssen zum Zu- und Abführen eines Druckmediums, ein Bodenverschlussteil (4), ein Führungsverschlussteil (5), zwei Arbeitsräume, eine Kolbenstange (6), die in dem Führungsverschlussteil (5) geführt ist, einen Kolben (9) mit
Dichtungen, der mit der Kolbenstange (6) verbunden und im Zylinderrohr (1 ) geführt ist und die Arbeitsräume im Zylinderrohr (1 ) trennt, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (1 ) eine erste Seitenscheibe (10) und eine erste kreisringförmige elastische Dichtung (13; 14), einen Mittelabschnitt (12) und eine zweite Dichtung aufweist, wobei die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13) an der ersten Seitenscheibe (10) axial in
Richtung der zweiten Dichtung angeordnet ist und einseitig von der ersten Seitenscheibe (10) gestützt wird und wobei der Mittelabschnitt zwischen erster Seitenscheibe und zweiter Dichtung angeordnet ist und wobei die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13; 14) bei einer
Druckbeaufschlagung in Richtung des Mittelabschnitts (12) unter Bildung eines Spaltes zu der Zylinderrohrinnenwandung (15) elastisch verformbar ist und wobei bei einer Druckbeaufschlagung in umgekehrter Richtung die elastische Verformbarkeit der ersten kreisringförmigen elastischen Dichtung (13; 14) durch die erste Seitenscheibe (10; 1 1 ) begrenzt und die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13; 14) abdichtend ist, dass das Zylinderrohr (1 ) eine zweite Ausnehmung (21) aufweist, wobei die zweite Ausnehmung (21) axial so angeordnet ist, dass ausschließlich die zweite Dichtung in einer Überströmungslage des Kolbens (9) über der zweiten Ausnehmung (21 ) positioniert ist und sich mittels der zweiten Ausnehmung (20) zwischen der zweiten Dichtung und dem Zylinderrohr (1 ) ein zweiter Überströmungsquerschnitt öffnet.
Arbeitszylinder nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (9) mindestens eine Druckmediumdrossel aufweist, wobei die Druckmediumdrossel durch einen Ringspalt (16) zwischen der Zylinderrohrinnenwandung (15) des Zylinderrohrs (1) und dem Umfang einer der Seitenscheiben (10; 1 1 ) ausgebildet ist.
Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass der Kolben (9) eine Druckmediumdrossel aufweist, wobei die
Druckmediumdrossel durch einen Ringspalt (16) zwischen der
Zylinderrohrinnenwandung (15) des Zylinderrohrs (1 ) und dem Umfang der ersten Seitenscheiben (10) ausgebildet ist.
Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelabschnitt (12) des Kolbens (9) parallel zu dessen vertikaler Mittelachse (22) zwei voneinander beabstandete Ringnuten (25; 26) aufweist, zwischen denen ein umlaufender Bund (23) mit beidseitiger
Schulter (24) angeordnet ist.
Arbeitszylinder nach Anspruch 1 , 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im äußeren Bereich der Seitenscheiben (10; 1 1 ) ein
kreisringförmiger Bund (19.1 ; 19.2) angeformt ist.
7. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 , 3, 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die kreisringförmigen elastischen Dichtungen (13; 14) einen T-förmi- gen Querschnitt aufweisen.
8. Arbeitszylinder nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste kreisringförmige elastische Dichtung (13) einen T-förmigen Querschnitt aufweist. HIERZU ZWEI SEITEN ZEICHNUNGEN
PCT/DE2014/000050 2013-02-12 2014-02-11 Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung WO2014124624A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14711141.3A EP2956678B1 (de) 2013-02-12 2014-02-11 Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung
DE112014000781.1T DE112014000781A5 (de) 2013-02-12 2014-02-11 Arbeitszylinder mit Druckmediumüberströmung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013001260.9U DE202013001260U1 (de) 2013-02-12 2013-02-12 Arbeitszylinder mit Druckmediumüberströmung
DE202013001260.9 2013-02-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014124624A1 true WO2014124624A1 (de) 2014-08-21

Family

ID=50336021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2014/000050 WO2014124624A1 (de) 2013-02-12 2014-02-11 Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2956678B1 (de)
DE (2) DE202013001260U1 (de)
WO (1) WO2014124624A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105221512A (zh) * 2015-10-28 2016-01-06 南京工程学院 一种液压缸新型密封装置
CN107810336A (zh) * 2015-05-12 2018-03-16 康斯博格汽车股份公司 具有在预定的活塞位置中的活塞旁通的直线致动器
CN112324743A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 北京航空航天大学 一种轻量化活塞

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114321086B (zh) * 2021-12-30 2022-08-09 广州晶品智能压塑科技股份有限公司 一种镶嵌式油缸结构
WO2023147797A1 (de) * 2022-02-04 2023-08-10 Bümach Engineering International B. V. Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung
CN117927532B (zh) * 2024-03-25 2024-06-25 山东星辉液压设备有限公司 一种胀筒抱杆自锁多级液压油缸

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381590A (en) * 1965-08-05 1968-05-07 Gewerk Eisenhuette Westfalia Hydraulic actuator for longwall mining conveyor advancing apparatus
DE1279908B (de) 1965-12-27 1968-10-10 Caterpillar Tractor Co Doppeltwirkender hydraulischer Hubzylinder mit beidseitig aus dem Kolben hervorstehenden Ventilspindeln
DE2245129A1 (de) 1972-09-14 1974-03-21 Bosch Gmbh Robert Arbeitszylinder
SE441117B (sv) * 1982-08-20 1985-09-09 Crister Stark Anordning for synkronisering av cylinderkolvar
DE3013381C2 (de) 1980-04-05 1986-07-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Arbeitskolben-Zylinder-Einheit
DE8324442U1 (de) 1983-08-25 1989-09-07 Büter, Heinrich, 4472 Haren Doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einheit
DE102005008070A1 (de) 2005-02-22 2006-08-24 Bosch Rexroth Ag Hydrozylinder
WO2008002256A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Väderstad-Verken Aktiebolag Device at a hydraulic cylinder

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4221459A1 (de) * 1992-06-30 1994-01-05 Teves Gmbh Alfred Hydraulische Servolenkung mit Belastungsschutzeinrichtung
FR2746889B1 (fr) * 1996-03-29 1998-06-05 Asco Joucomatic Sa Joint d'etancheite, notamment pour verin pneumatique ou hydraulique
DE102005035633A1 (de) * 2004-07-31 2006-03-23 Zf Lenksysteme Gmbh Servomotor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3381590A (en) * 1965-08-05 1968-05-07 Gewerk Eisenhuette Westfalia Hydraulic actuator for longwall mining conveyor advancing apparatus
DE1279908B (de) 1965-12-27 1968-10-10 Caterpillar Tractor Co Doppeltwirkender hydraulischer Hubzylinder mit beidseitig aus dem Kolben hervorstehenden Ventilspindeln
DE2245129A1 (de) 1972-09-14 1974-03-21 Bosch Gmbh Robert Arbeitszylinder
DE3013381C2 (de) 1980-04-05 1986-07-17 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Arbeitskolben-Zylinder-Einheit
SE441117B (sv) * 1982-08-20 1985-09-09 Crister Stark Anordning for synkronisering av cylinderkolvar
DE8324442U1 (de) 1983-08-25 1989-09-07 Büter, Heinrich, 4472 Haren Doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Einheit
DE102005008070A1 (de) 2005-02-22 2006-08-24 Bosch Rexroth Ag Hydrozylinder
WO2008002256A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 Väderstad-Verken Aktiebolag Device at a hydraulic cylinder

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107810336A (zh) * 2015-05-12 2018-03-16 康斯博格汽车股份公司 具有在预定的活塞位置中的活塞旁通的直线致动器
CN105221512A (zh) * 2015-10-28 2016-01-06 南京工程学院 一种液压缸新型密封装置
CN112324743A (zh) * 2020-11-19 2021-02-05 北京航空航天大学 一种轻量化活塞
CN112324743B (zh) * 2020-11-19 2022-02-22 北京航空航天大学 一种轻量化活塞

Also Published As

Publication number Publication date
DE202013001260U1 (de) 2014-05-14
EP2956678A1 (de) 2015-12-23
EP2956678B1 (de) 2019-08-21
DE112014000781A5 (de) 2015-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2956678B1 (de) Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung
EP2193282B1 (de) Hydraulisches element
EP2234135B1 (de) Ventilanordnung
WO2018171996A1 (de) Geschlitzter dichtungsring, insbesondere für einen schwingungsdämpfer
EP2769129B1 (de) Vorsteuerstufe für ein proportional gesteuertes hochdruck-hydraulikventil
WO2012123181A1 (de) Schaltzylinderanordnung
DE102010021202A1 (de) Lasthalteventil mit Druckbegrenzungsfunktion
EP2350461A1 (de) Hydraulisches steuerventil für einen einseitig arbeitenden differentialzylinder
DE102015222640A1 (de) Kupplungselement für eine Kupplung zur Verbindung von Druckmittelleitungen
DE102013002452B4 (de) Fluidtechnisches Gerät
EP1688205B1 (de) Vorrichtung zum Kühlen von Schweisskappen
EP2948963B1 (de) Durch einen elektromagneten betätigtes gerät mit gekapselter gewindeverbindung
EP1657470A1 (de) Hydropneumatisches Federelement für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kettenfahrzeuge
EP1135614A1 (de) Entsperrbares rückschlagventil für sehr hohe systemdrücke
EP1899610A1 (de) Hydraulischer druckspeicher
DE102014000469A1 (de) Schraubenverdichter
DE102015121915A1 (de) Pleuelstange und Verbrennungsmotor
DE4304117C2 (de) Druckminderventil in Kolbenschieber-Bauweise
DE102015218576B4 (de) Steuereinheit
DE102014003852B4 (de) 4/2 WEGE FLUIDBEAFSCHLAGTES SCHALTVENTIL, INSBESONDERE PNEUMATIKVENTIL Inklusive 2/2; 3/2; 3/3; 4/3; 5/2; 5/3 und 5/4 Wegeventile SOWIE SPEZIELLE VERSIONEN MIT GESPERRTE MITTELSTELLUNG FÜR ANTIBLOCKIERBREMSSYSTEME (ABS) UND INDUSTRIELLE AUTOMATION.
DE3303877C2 (de) Einzelstempelventil
DE19714505B4 (de) Rückschlagventil
DE4224247C1 (de) Absperrschieber
WO2023147797A1 (de) Arbeitszylinder mit druckmediumüberströmung
EP4073407B1 (de) Vorrichtung zum halten eines schafts eines hydraulikzylinders in stellung und verfahren zum entsperren und absperren eines sekundär-rückschlagventils der vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14711141

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112014000781

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120140007811

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014711141

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112014000781

Country of ref document: DE