DE1550732A1

DE1550732A1 - Zylinder- und Kolbenaufbau

Info

Publication number: DE1550732A1
Application number: DE19661550732
Authority: DE
Inventors: Allbright Dennis Howard
Original assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Current assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Priority date: 1965-12-31
Filing date: 1966-12-27
Publication date: 1969-09-11
Also published as: GB1164805A; FR1506918A

Description

W.2258I/66 4/H

Dunlop Rubber Company Limited, Lohdon (England)

Zylinder- und Kolbenaufbau.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinder- und Kolbenaufbau, insbesondere jedoch nicht ausschließlich auf hydraulisch betätigte Zylinder mit Kolben zum Bewegen von Steuerteilen in Düsenmaschinen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Zylinder- und Kolbenaufbau zur Verwendung in einer Düsenmaschine bzw.. Staudruckmaschine zu schaffen, der durch die unter Druck stehende Brennstoffzufuhr zur Maschine betätigt werden kann, und welcher bei hohen Umgebungstemperaturen arbeiten kann. ..

Gemäß der Erfindung weist ein durch ein Druckmittel betätigter Aufbau einen Zylinder und einen in dem Zylinder verschiebbaren Kolben auf, wobei der Zylinder einen Arbeitsmitteleinlaß und einen Arbeitsmittelauslaß aufweist, die so angeordnet sind, daß über wenigstens einen Teil des Zylinders ein kontinuierlicher Strom eines Arbeitsmittels auf-

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rechterhalten werden kann, und wobei dem Arbeitsmittelauslaß ein den Strom des Arbeitsmittels einengender Teil (Restriktor) zugeordnet ist, und die Ausbildung so getroffen ist,, daß' er den Strom eines Arbeitsmittels aus dem Zylinder heraus einengt und ferner die Ausführung so getroffen ist, daß der Kolben als Ergebnis des Vorhandenseins des Restriktors dem in dem Zylinder entwickelten Arbeitsmitteldruck ausgesetzt ist.

Vorzugsweise ist innerhalb des Zylinders ein axial festgelegtes Rohr angeordnet, und ein Ende des Rohres ist an einer Stirnwand des Zylinders befestigt, so daß das Rohr sich in axialer Richtung in eine in dem Kolben ausgebildete Leitung erstreckt, und wobei die Ausführung so ist, daß der kontinuierliche Ström eines Arbeitsmittels durch die Leitung und durch das Rohr hindurchgehen kann.

Zwei Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend beispielsweise in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist ein axialer Schnitt eines durch ein Druck-

mittel betätigten Zylinder- und Kolbenaufbaus gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist ein axialer Schnitt eines Teiles des durch Druckmittel betätigten Zylinder- und Kolbenaufbaus, der eine abgeänderte Leitungs- und Rohranordnung innerhalb der Kolbenstange aufweist, aber in anderer Beziehung dem Zylinder-

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und Kolbenaufbau der Fig. 1 entspricht.

Fig. 3 ist eine radiale Querschnittsansicht nach Linie III-III der Fig. 2.

Fig. 4 ist eine radiale Querschnittsansicht nach Linie IV-IV der Fig. 2.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält ein doppelt wirkender Zylinder- und Kolbenaufbau 1, der durch einen unter hohem Druck stehenden, zu einer Düsenmaschine zuzuführenden Brennstoff betätigt werden kann, einen Zylinder 2 aus rostfreiem Stahl, der an seinem inneren Ende durch eine Stirnwand 3> in. axialer Richtung abgeschlossen ist.

Ein Kolben 4, der Kolbenringe 5 aufweist, ist innerhalb des Zylinders 2 verschiebbar angeordnet, und eine Kolbenstange 6 ist mit dem Kolben 4· fest verbunden und erstreckt sieh axial durch das äußere Ende des Zylinders 2 in arbeitsmitteldichtem Eingriff mit einer Abdichtung 7.

Die Abdichtung 7 selbst bildet keinen Teil der Erfindung, wird Jedoch nachstehend kurz erläutert. Die Kolbenstange 6 ist durch ein Paar axial im Abstand angeordneter Lagerbuchsen 8 aus Kohlenstoff, aus rostfreien Stahl bestehenden lippenartigen Abdichtringen 9 axial verschiebbar, die zwischen den Kohlenstoff-Buchsen 8 vorgesehen sind, und ein Rohr Io ist mit einem Raum zwischen den Abdichtringen 9 verbunden, um irgendwelches Arbeitsmittel abziehen zu lassen, welches längs des ersten Abdiehtringes 9 entweicht.

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Um ein .Übererwärmen des Arbeitsmittels zu verhindern, ist der Zylinder- und Kolbenaufbau 1 so ausgebildet, daß er einen kontinuierlichen Fluß eines Arbeitsmittels durch den Zylinder 2 hindurch unabhängig von der Lage des in Ihm befindlichen Kolbens 4 gestattet. Diese Ausführung ist wie folgt ausgebildet.

Der Kolben 4 und die Kolbenstange 6 sind von dem Ende nahe der Stirnwand 3 durchbohrt, um eine Leitung 11 zu bilden, die sich über den größeren Teil der Länge der Kolben^ stange 6 erstreckt. Ein Rohr 12 ist gleichachsig innerhalb der Leitung 11 angeordnet, und das Rohr 12 ist axial in einer festgelegten Stellung an der Stirnwand 5 des Zylinders 2 befestigt.

Das Rohr 12 ist innerhalb der verschiebbaren Leitung 11 durch eine Ringscheibe 15 geführt und abgestützt und erstreckt sich in der eingezogenen Stellung des Zylinder- und Kolbenaufbaus etwa bis zum Ende der Leitung 11. Die Ringscheibe 15 befindet sich auf dem Rohr 12 nahe seinem freien Ende in axial festgelegter Lage und ist innerhalb der Leitung 11 relativ verschiebbar. In der Scheibe 13 sind Löcher oder öffnungen 14 ausgebildet.

Das Rohr 12, das an der Stirnwand 2 des Zylinders 2 befestigt ist, steht mit einer in ihr ausgebildeten Bohrung 15 in Verbindung, und diese Bohrung 15 führt zu einer den Arbeitsmittelstrom einengenden Vorrichtung (Restriktor) 16, welche mit einem Arbeitsmittelauslaß 24 verbunden ist.

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Die axial innenliegende Seite des Kolbens 4 ist mit einem Arbeitsmitteleinlaß 18 in der Form einer Bohrung durch die Stirnwand J5 des Zylinders 2 zum Anschluß an eine unter hohem Druck stehende Arbeitsmittelquelle verbunden, und der Einlaß 18 steht auf diese Weise mit der in dem Kolben 4 und der Kolbenstange 6 ausgebildeten Leitung 11 in Verbindung. Weiterhin ist ein zweiter Arbeitsmitteleinlaß 19 in · der Stirnwand 5 des Zylinders 2 ausgebildet. Der zweite Arbeitsmitteleinlaß 19 steht mit einem äußeren Rohr 2o in Verbindung, das zu einem axial außenliegenden Teil des Zylinders 2 in der Form einer ringförmigen Kühlkammer 21 führt, die nahe dem axial außenliegenden Ende des Zylinders 2 angeordnet ist, und in der Kammer 21 sind öffnungen 17 ausgebildet, welche sie mit der axial außenliegenden Seite des Kolbens 4 verbinden. ^! .

Ein zweites äußeres Rohr 22 ist mit der Kühlkammer 21 an einer Stelle diametral gegenüber der Verbindung mit dem Rohr 2o verbunden, und dieses zweite Rohr 22 führt zu einem „. zweiten, den Strom des Arbeitsmitteis einengenden-Teil bzw. Restriktor 2J>, der nahe dem ersten, den Strom des Arbeitsmittels einengenden Teil bzw. Restriktor 16 in der Stirnwand 3 angeordnet ist, "

Wenn dem Einlaß 18 ein Arbeitsmittel zugeführt wird, wandert ein kontinuierlicher Strom des Arbeitsmittels aus dem Einlaß 18 zu der axial innenliegenden Seite des Kolbens 4 durch die Leitung 11, die öffnungen 14 und in das

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Rohr 12, von wo es zu dem Arbeitsmifctelstrom-Restriktor l6 und dem Arbeitsmittelauslaß 24 wandert, wodurch die axial innenliegende Seite des Kolbens 4 einem in dem Zylinder 2 als Ergebnis des Vorhandenseins des Restriktors l6 entwickelten Arbeitsmitteldruck ausgesetzt wird.

Wenn ein Arbeitsmittel in den Einlaß 19 eingelassen wird, wandert ein kontinuierlicher Arbeitsmittelstrom aus dem Einlaß 19 durch das äußere Rohr 2o, die Kühlkammer und das äußere Rohr 22 zu dem Arbeitsmittelstrom-Restriktor 23 und dem Arbeitsmittelauslaß 24, wobei die axial außenliegende Seite des Kolbens 4 auf diese Weise dem Arbeitsmitteldruck unterworfen wird, der als Ergebnis des Vorhandenseins des Arbeitsmittelstrom-Restriktor 23 entwickelt wurde.

Die Anordnung von zwei kontinuierlichen Strömen des Arbeitsmittels durch den Zylinder 2 gemäß vorstehender Beschreibung vermeidet ein Übererwärmen des Arbeitsmittels und der Kolbenstange 6 des Zylinder- und Kolbenaufbaus. Um weiterhin das Kühlen der Kolbenstange 6 und des Zylinder- und Kolbenaufbaus gemäß vorstehender Beschreibung zu verbessern, kann ein zweites und axial bewegbares Rohr innerhalb der Leitung 11 vorgesehen sein. Ein Teil einer zweiten Ausfünrungsform der Erfindung ist in den Figuren 2 bis 4 der Zeichnung dargestellt, wobei die anderen Merkmale des Aufbaus im wesentlichen die gleichen wie die oben beschriebenen sind.

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Innerhalb der Leitung 11 des Kolbens 4 und der Kolbenstange 6 ist ein zweites Rohr 25 angeordnet, das sich gleichachsig zu ihnen von der Innenseite des Kolbens 4 etwa bis zum Ende der Leitung 11 erstreckt. Das zweite Rohr 25 ist mit dem Kolben 4 und der Kolbenstange 6 in axialer Richtung bewegbar, und an seinem dem abgeschlossenen Ende der Leitung 11 benachbarten Ende ist das zweite Rohr 25 an der Kolbenstange 6 durch Tragteile 26 festgelegt. Das andere Ende des zweiten Rohres 25 ist zu einem axialen Flansch 27 geformt, in. welchem eine Reihe von Öffnungen 28 ausgebildet ist, um den Durchgang durch den Arbeitsmittelflansch 27 zu ermöglichen. Der radial außenliegende Teil des Flansches 27 ist an der axial innenliegenden Seite des Kolbens 4 befestigt.

Das freie Ende des axial festgelegten Rohres 12 ist innerhalb des zweiten Rohres 25 durch eine Ringabdichtung 29 verschiebbar abgestützt, die an dem freien Ende des Rohres 12 angeordnet und an ihm befestigt ist, und die Abdichtung 29 steht in arbeitsmitteldichtem Eingriff sowohl mit dem axial festgelegten Rohr 12 als auch mit der Innenwand des zweiten Rohres 25.

Der Weg, den das durch den Kolben- und Kolbenstangenaufbau hindurchgehende Arbeitsmittel gemäß vorstehender Beschreibung verfolgt, ist der folgende und ist in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet. Bei Erreichen der axial innenliegenden Seite des Kolbens 4 wandert das Arbeitsmittel durch die in dem Flansch 27 ausgebildeten Öffnungen 28, zwischen der KoI-

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benstange 6 und dem zweiten Rohr 25 gegen das Ende der Leitung 11, zwischen den Tragteilen 26 in das offene Ende des zweiten Rohres 25 und von dort axial zu dem festgelegten Rohr 12. Diese Ausführung gewährleistet, daß das Arbeitsmittel kontinuierlich über im wesentlichen die gesamte Länge der Kolbenstange 6 unabhängig von der Stellung des Kolbens 4 innerhalb des Zylinders 2 wandert und damit das Entstehen eines großen Volumens stagnierenden Arbeitsmittels zwischen der Scheibe 14 (Fig. 1) und dem Ende der Leitung 11 verhindert, wenn der Kolben- und ZyIInderaufbau sich in ausgestrecktem Zustand befindet.

Ein nicht dargestellter Ventilmechanismus ist vorgesehen, um das Ausmaß des Arbeitsmittelstromes durch jede der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung zu steuern. Wenn der Kolben 4 zurückgezogen ist, setzt der hindurchgehende Strom des Arbeitsmittels sich mit verminderter Geschwindigkeit durch den Kolben- und Zylinderaufbau fort, um zwischen gegenüberliegenden Seiten des Kolbens eine ausreichend große Druckdifferenz zu schaffen, um den Kolben in der zurückgezogenen Lage zu halten. Der Umlauf des Arbeitsmittels durch die Kühlkammer 21 unterstützt das Abkühlen des Zylinder- und Kolbenaufbaus, und zwar sowohl in der ausgestreckten als auch in der eingezogenen Lage des Aufbaus, wobei die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die Strömungsmenge an jeder Seite des Kolbens durch den zugeordneten Ventilmechanismus steuerbar ist, so

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daß die als Ergebnis des Vorhandenseins der Arbeitsmittel-Restrikrtoren erzeugten Drucke des Arbeitsmittels den Kolben- und ZyIInderaufbau auseinanderziehen und zusammenziehen.

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Claims

- Io - Patentansprüche.

1. Druckmittelbetätigter Zylinder- und Kolbenaufbau mit einem Zylinder und einem in dem Zylinder verschiebbaren Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) einen Arbeitsmitteleinlaß (l8) und einen Arbeitsmittelauslaß (24-) aufweist derart, daß durch wenigstens einen Teil des Zylinders (2) ein kontinuierlicher Arbeitsmittelstrom aufrechterhaltbar ist und dem Auslaß (24) ein Arbeitsmittelstrom-Restriktor (l6) zugeordnet ist, der den Ausfluß von Arbeitsmittel aus dem Zylinder (2) einengt, und bei der der Kolben (4) als Ergebnis des Vorhandenseins des Restriktors dem in dem Zylinder (2) entwickelten Arbeitsmitteldruck unterworfen ist.

2. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Zylinders (2) ein axial festgelegtes Rohr (12) angeordnet ist, dessen eines Ende an einer Stirnwand (3) des Zylinders (2) befestigt ist, und das Rohr (12) sich in axialer Richtung in eine in dem Kolben (4) ausgebildete Leitung (11) erstreckt, und der kontinuierliche Arbeitsmittelstrom durch die Leitung (liy und durch das Rohr (12) hindurchgehen kann.

3. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kolben (4) eine Kolbenstange (6) starr befestigt ist, in welcher eine Portsetzung der in dem Kolben (4) ausgebildeten Leitung gebildet ist und das axial

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festgelegte Rohr (12) sich in die Portsetzung der Leitung erstreckt.

4. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß als Führung für das axial festgelegte Rohr (12) in der Leitung (11) eine mit Öffnungen versehene Ringscheibe (13) vorgesehen ist, die nahe dem freien Ende des Rohres (12) in einer axial festgelegten Stelllang und innerhalb der Leitung (11) relativ verschiebbar angeordnet ist«

5. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das axial festliegende Rohr (12) mit einer in der Stirnwand (3) des Zylinders (2) ausgebildeten Bohrung (15) in Verbindung steht, die zu einem Arbeitsmittelauslaß (16) führt, und das andere Ende des Rohres (12) offen ist, so daß in die axial innenliegende Seite des Kolbens (4) relativ zu der Stirnwand (3) abgegebenes Arbeitsmittel längs der in dem Kolben (4) und der Kolbenstange (6) gebildeten Leitung (11) durch die mit öffnung versehene Seheibe (13) in das offene Ende des Rohres (12) und von dort zu dem anderen Ende des Rohres (12) und zum Arbeitsmittelauslaß (l6) hindurchgeht.

6. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der in dem Kolben (4) und der Kolbenstange (6) ausgebildeten Leitung (11) ein zweites Rohr (25) angeordnet.ist, das in axialer Richtung mit dem Kolben (4) und der Kolbenstange (6) bewegbar ist und sich

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axial von der Innenseite des Kolbens (4) bis etwa zu dem Ende der Leitung (11) erstreckt, und bei der das axial festgelegte Rohr (12) sich in das zweite Rohr (25) er-.streckt und der kontinuierliche Strom des Arbeitsmittels durch die Leitung (11) und das axial festgelegte Rohr (12) und das zweite Rohr (25) hindurchgehen kann.

7. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das axial festgelegte Rohr (12) mit einer Abdichtung versehen ist, welche mit ihm in arbeitsmitteldichtem Eingriff steht und die Abdichtung weiterhin mit der Innenwand des zweiten Rohres (25) in arbeitsmitteldichtem Eingriff steht.

8. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 7.» dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des zweiten Rohres (25) nahe dem geschlossenen Ende der Leitung (11) an der Kolbenstange (6) durch wenigstens einen, Tragteil festgelegt und das andere Ende des zweiten Rohres (25) zu einem Plansch (27) ausgebildet ist, in dem wenigstens eine öffnung (28) vorgesehen ist, und der äußere Teil des Flansches (27) an der axial innenliegenden Seite des Kolbens (4) festgelegt ist.

9. Zylinder- und Kolbenaufbau, nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau doppeltwirkend ausgebildet ist.

10. Zylinder- und Kolbenaufbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Arbeitsmitteleinlaß

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(19) vorgesehen ist, der Arbeitsmittel einem relativ zur Stirnwand (3) des Zylinders (2) axial außenliegenden Teil des Zylinders (2) zuführt, und ein zweiter Arbeitsmittelstrom-Restriktor (23) dem Auslaß aus dem axial außenliegenden Teil des Zylinders (2) zugeordnet ist, um die Strömungsgeschwindigkeit zu vermindern, so daß die axial außenliegende Seite des Kolbens (4) dem in dem axial außenliegenden Teil des Zylinders (2) entwickelten Druck als Ergebnis des Vorhandenseins des zweiten Restriktors (2^) ausgesetzt ist.

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