DE2459610A1

DE2459610A1 - Arbeitszylinder

Info

Publication number: DE2459610A1
Application number: DE19742459610
Authority: DE
Inventors: Sven Henry Nilsson Hoerner; Gustav Sven Erik Karlstedt; Karl Erik Bjoern Lundell; Gustav Yngve Thorstensson; Claesgustav Erik Yngve Tisell
Original assignee: Foerenade Fabriksverken AB
Current assignee: Foerenade Fabriksverken AB
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1974-12-17
Publication date: 1975-07-10
Also published as: JPS617369Y2; JPS50106076A; GB1440848A; US4242945A; DE2459610C2; DD118923A5; US4257315A; AU7665574A; CA1020024A; FR2255490A1; IT1026147B; ES433217A1; JPS58142404U; SE380588B; SE7317345L; FR2255490B1

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER - dipl-ins. J. RICHTER

MÜNCHEN HAMBURG

Förenade Fabriksverken

S-631 87 Eskilstuna Schweden

BOOO MÜNCHEN 2 17·ϋβΖβΠΛ)βΓ 1974 Tal 13

Telefon (089) 22 62 07 / 22 62 0? Telegramme: Inventius München

Unsere Akte= 21 06-1-8978

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Patentanmeldung

Arbeitszylinder

Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitszylinder mit einem Kolben, der in beliebiger Lage gesichert werden kann.

Zur Sicherung des Kolbens in einer bestimmten Lage in einem Arbeitszylinder ist es bekannt (US-PS 3 166 990), den Kolben mit einer ringförmigen Aussparung auszuführen, die einen offenen, federnden Ring enthält, der bei Verschiebung des Kolbens normalerweise von der Zylinderwand in die Aussparung gedruckt wird. Die Zylinderwand ist mit einer ringförmigen Nut versehen, in die der federnde Ring einrastet, wenn er vom Kolben an der Nut vorbei verschoben wird. Hierdurch ruht der federnde Ring teils in der ringförmigen Aussparung, teils in der ringförmigen Nut, wodurch der Kolben gesichert wird.

Bei der bekannten Vorrichtung kann der Kolben nur an der Stelle oder an den Stellen gesichert werden, wo eine ringförmige Nut in der Zylinderwand angeordnet worden ist.

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Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Arbeitszylinder mit einem Kolben zu schaffen, der in beliebiger Lage gesichert werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung für diese Aufgabe ist gekennzeichnet durch eine im Kolben ausgebildete, rund um die Mantelfläche des Kolbens verlaufende, im wesentlichen V-förmige Aussparung und einen in der Aussparung angebrachten, offenen, federnden Ring, wobei die V-förmige Aussparung teils eine erste ringförmige Fläche hat, die im wesentlichen einen rechten Winkel mit der Zylinderachse bildet, teils eine zweite ringförmige Fläche, die einen so kleinen Winkel mit der Zylinderachse bildet, daß der federnde Ring bei einem Versuch, den Kolben in einer ersten Richtung zu verschieben, zwischen der Zylinderwand und der genannten zweiten ringförmigen Fläche durch Keilwirkung gesichert wird, während die erste ringförmige Fläche bei Verschiebung des Kolbens in einer zweiten Richtung zum Mitnehmen des federnden Rings angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Zylinder mit einem nach der Erfindung ausgebildeten Kolben;

Fig.2 u.3 Detail-Querschnitte verschiedener Ausführungsformen des Kolbens mit dem dazugehörigen, federnden Ring und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Verformung der Zylinderwand zur Sicherung des Kolbens verwendet wird.

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In Fig. 1 wird ein Zylinderi mit geschlossenem Ende 2 gezeigt. Am anderen Ende des Zylinders ist ein Zylinderkopf 3 angeschraubt. Durch eine Bohrung 4 im Kopf 3 läuft ein als Kolbenstange dienendes, biegsames Drahtseil 5. Das Drahtseil 5 ist am einen Ende über eine Seilscheibe 6 mit einer nicht gezeigten Belastung verbunden. Das andere Ende des Drahtseils läuft durch eine axiale Bohrung 7 in der Mitte eines im Zylinder 1 verschiebbaren Kolbens 8.

Die Bohrung 7 geht in eine vergrößerte Bohrung 9 über. Das Drahtseil 5 ist im Kolben 8 an einem zylindrischen Element befestigt, das hauptsächlich denselben Durchmesser wie die Bohrung 9 hat und das in dieser Bohrung zum Halten des Drahtseils angeordnet ist. Das Drahtseil ist auch mit einer Sicherungsscheibe 10' versehen. Statt im Kolben 8 befestigt zu sein, kann das Drahtseil 5 über ein Umschaltrad oder ein anderes Kurvenelement im Kolben laufen, wobei das Ende des Drahtseils im Zylinderkopf 3 befestigt ist. Hierdurch wird die Hublänge des Kolbens auf die Hälfte herabgesetzt.

Der Zylinderkopf 3 hat einen Einlaß 11 für Arbeitsgas, das beispielsweise durch eine nicht gezeigte Sprengkapsel oder Pulverladung erzeugt werden kann. Das Gas kann auch durch eine in dem Raum, der von dem Zylinderkopf 3» der Zylinderwand 1 und dem Kolben. 8 begrenzt wird, oder in einer der Begrenzungswände dieses Raums untergebrachte Sprengkapsel oder Pulverladung erzeugt werden.

Der Kolben 8 ist rund um seine Mantelfläche mit einer hauptsächlich V-förmigen Aussparung versehen, die von zwei um die Zylinderachse rotationsymmetrischen, ringförmigen Flächen 12 und 13 gebildet wird. Die Fläche 12 bildet hauptsächlich

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einen rechten Winkel mit der Zylinderachse, während die Fläche 13 einen Winkel mit der Zylinderachse bildet, der kleiner als 30 Grad, vorzugsweise kleiner als 20 Grad, ist. In der Aussparung ist ein Kolbenring oder Dichtungsring in Form eines federnden, offenen Rings 14 angeordnet, der so vorgespannt ist, daß er nach einer Vergrößerung seines Durchmessers strebt. Hierdurch strebt der Federring 14 danach, an der Innenwand des Zylinders 1 anzuliegen.

Wenn Arbeitsgas durch den Einlaß 11 strömt, bewegt sich der Kolben 8 vorwärts, d.h. nach rechts in Fig. 1, und führt durch das Drahtseil 5 eine Zugarbeit aus. Hierdurch wird der Federring 14 von der Fläche 12 mitgenommen, siehe Fig. 2a. Wenn der Druck des Arbeitsgases hinter dem Kolben δ danach sinkt, und die Belastungsvorrichtung über das Drahtseil 5 danach strebt, den Kolben rückwärts zu bewegen, widersetzt sich der Federring 14 aufgrund seiner eigenen Federkraft und der Reibung an der Innenwand des Zylinders 1 dieser Verschiebung, wodurch der Federring 14 nach nur einer unbedeutenden Kolbenbewegung rückwärts, siehe Fig. 2b, zwischenobr Innenwand des Zylinders und der schrägen Fläche 13 festgeklemmt wird, was zu einer Sicherung des Kolbens 8 durch Keilwirkung führt.

Zum Erleichtern der Sicherungsfunktion des Kolbens kann der der Innenwand des Zylinders zugekehrte Teil des Federrings mit reibungserhöhenden Flächen versehen sein. Diese Flächen können beispielsweise, wie in Fig. 2a-b gezeigt ist, gerändelt sein. Der der Fläche 13 zugekehrte Teil des Federrings 14 kann mit reibungsvermindernden Flächen ausgeführt sein. Diese können beispielsweise geglättet sein.

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Bei einer besonderen Ausführungsform, siehe Fig. 4, ist der Werkstoff in der Zylinderwand weicher als der Werkstoff im Kolben. Die Zylinderwand kann beispielsweise aus Aluminium und der Kolben aus Stahl sein. Strebt das Drahtseil 5 danach, den Kolben rückwärts zu ziehen, wird die Zylinderwand verformt, was zur Sicherung des Kolbens beiträgt. Die Fläche 13 in der V-förmigen Aussparung ist in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise so angeordnet, daß sie in eine zylindrische Fläche 15 mit einem Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Kolbens 8 ist, übergeht. Der Durchmesser der Fläche 15 bestimmt dabei die Tiefe, zu der die Feder in die Zylinderwand eindringen kann.

Ob eine Verformung der Zylinderwand bezweckt wird oder nicht, kann man durch eine geeignete Wahl der Werkstoffe für den Kolben, den Zylinder und den Federring sowie von der Form des Querschnitts des Federrings 14 und der Fläche 13 im Kolben die gewünschte Sicherungskraft erzielen. Die Einrichtung kann dann auch als Kraftbegrenzer dienen. Wenn die Kraft am Drahtseil die genannte Sicherungskraft übersteigt, erhält-man dabei im Verformungsfall eine kontinuierliche Verformung der Zylinderwand (d.h. eine Art von Kaltziehen) während des Rücklaufs des Kolbens.

Bei Ausführungen mit demselben Werkstoff im Federring und in der Zylinderwand wird die Sicherung des Kolbens hauptsächlich nur durch Reibung erhalten. Gemäß den vorgezogenen Ausführungsformen der Erfindung wird der Kolben durch sowohl Reibung als auch Verformung gesichert. Die Zylinderwand kann hierbei dadurch verformt werden, daß sie entweder aus weicherem Werkstoff oder mit kleinerer Wandstärke hergestellt wird.

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Der federnde Ring 14 kann verschiedene Querschnittsformen
haben. Der Querschnitt des Rings kann demgemäß beispielsweise rund (Fig.1,4)> elliptisch (Fig. 3) oder keilförmig (Fig.2a-b) sein.

In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, den Federring 14 mit ungleich großen Anliegeflächen an der Zylinderwand 1 und der Fläche 13 auszuführen.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche:

1. Arbeitszylinder mit einem Kolben, der in beliebiger Lage gesichert werden kann, gekennzeichnet durch eine im Kolben (8) ausgebildete, rund um die Mantelfläche des Kolbens verlaufende, im wesentlichen V-förmige Aussparung und einen in der Aussparung angebrachten, offenen, federnden Ring (14), wobei die V-förmige Aussparung teils eine erste ringförmige Fläche (12) hat, die im wesentlichen einen rechten Winkel mit der Zylinderachse bildet, teils eine zweite ringförmige Fläche (13), die einen so kleinen Winkel mit der Zylinderachse bildet, daß der federnde Ring (14) bei einem Versuch, den Kolben in einer ersten Richtung zu verschieben, zwischen der Zylinderwand und der genannten zweiten ringförmigen Fläche (13) durch Keilwirkung gesichert wird, während die erste ringförmige Fläche (12) bei Verschiebung des Kolbens (8) in einer zweiten Richtung zum Mitnehmen des federnden Rings (14) angeordnet ist.

2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der Zylinderwand (1) zugekehrte Teil des federnden Rings (14) mit reibungserhöhenden Flächen versehen ist.

3. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der der genannten zweiten Fläche (13) zugekehrte Teil des federnden Rings (14) mit reibungsherabsetzenden Flächen ausgeführt ist.

4. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff in der Zylinderwand (1) weicher als der Werkstoff im Kolben (8) ist.

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5. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Ring (14) einen kreisförmigen, elliptischen oder keilförmigen Querschnitt hat.

6. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Ring (14) ungleich große Anlageflächen an der Zylinderwand und an der genannten zweiten Fläche (13) hat.

7. Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der genannten zweiten Fläche (13), der von der ersten Fläche (12) am weitesten entfernt ist, in eine zylindrische Fläche (15) mit kleinerem Durchmesser als dem Durchmesser des Kolbens (8) übergeht.

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