DE2513386B2 - Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Hydraulikzylinder zählt durch die DE-OS 57 665 zum Stand der Technik. Nachteilig an der bekannten Bauart sind die beiderseits der Schwenkbüchse vorgesehenen und sich an radialen Ringkragen des Kolbens abstützenden Dichtungen. Insbesondere bei sehr langen Hydraulikzylindern werden diese Dichtungen bei Schwenkbewegungen des Kolbens bzw. der Kolbenstange erheblichen Verschleißbeanspruchungen ausgesetzt. Sie müssen wegen ihrer Einspannung zwischen dem Kolbenumfang, den Ringkragen und der Zylinderinnenwand die Kippbewegungen der Kolbenstange zwangsweise mitmachen und sind folglich starken inneren Walkbewegungen ausgesetzt Sie werden daher frühzeitig funktionsuntüchtig und müssen ausgewechselt werden. Darüber hinaus stutzen sich die Kolbenstange bzw. der Kolben nur an zwei Stellen ab, die infolge der Axialbewegung der Kolbehs einen variablen Abstand voneinander haben. Insbesondere bei ausgefahrener Kolbenstange wird durch den dann verringerten Abstand zwischen den beiden Stützpunkten und weitgehend horizontal angeordnetem Hydraulikzylinder eine hohe Flächenpressung an den Stützpunkten eintreten.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikzylinder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu verbessern, daß seine Lebenserwartung durch eine geringere Beanspruchung der Dichtungen sowie durch eine. Verminderung der

ιυ Flächenpressungen selbst bei langbauenden Ausführungsformen mit vergleichsweise dünnen Kolbenstangen gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

ι ξ Danach wird eine Zweipunkt-Abstützung sowohl für den Kolben als auch für die Kolbenstange am Zylinderdeckel geschaffen, welche auch bei ausgefahrener Kolbenstange eine günstige Momentübertragung gewährleistet Die Dichtung des Kolbens liegt zwischen den beiden Schwenkbüchsen. Sie bleibt damit von Verkantungen bei Schwenk- und Kippbewegungen der Kolbenstange bzw. des Kolbens weitgehend verschont Sie ist nicht nur funktionstüchtiger sondern hat auch eine längere Lebensdauer, was zu einer längeren

:> Standzeit des Hydraulikzylinders führt Die Wartungshäufigkeit wird verringert Die Reparaturanfälligkeit wird bedeutend vermindert Durchbiegungsbestrebungen von insbesondere langen dünnen Kolbenstangen können besser aufgefangen und in geringere Flächend-

!Ii rücke als beim Stand der Technik umgesetzt werden. Auch ist es mit der Doppelanordnung der Schwenkbüchsen und der Schwenkhülsen möglich, die nach der Fertigbearbeitung von Kolbenstangen frei werdenden Spannungen, welche mehr oder weniger große Verbie-

i^r) gungen verursachen, auszugleichen. Die gewünschte

Leichtgängigkeit des Kolbens, auch über einen längeren Betriebszeitraum hinweg, bleibt bei allen Ausknick- und Durchbiegungsversuchen der Kolbenstange erhalten. Den Grundgedanken der Erfindung weiterbildende,

-in teils an sich bekannte Merkmale, sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellteil Ausführungsbeispiels nachstehend näher erläutert Es zeigt

<■"> F i g. 1 einen Hydraulikzylinder im Längsschnitt

F i g. 2 in größerem Maßstab die Ausbildung, Anordnung und Führung des Kolbens im Hydraulikzylinder, und zwar in der oberen Hälfte im Längsschnitt und in der unteren Hälfte in Ansicht und

<o Fig.3 in ebenfalls vergrößerten Maßstab die

Ausbildung der dem Zylinderdeckel zugeordneten Kolbenstangen-Führungsbüchse, teils im Längsschnitt

teils in der Seitenansicht

In der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise ist in dem langen

Hydraulikzylinder 1 ein Kolben 2 geführt Die mit dem Kolben 2 verbundene Kolbenstange 3 ist im Verhältnis zu ihrem Durchmesser sehr lang. Die Kolbenstange 3 ist an dem einen Zylinderende in einer Führungsbüchse 4 gelagert und daran anschließend durch den Zylinderdekkel 5 nach außen geführt In der Regel sind solche langen Hydraulikzylinder doppeltwirkend. Die Zuleitungen zur vorderen und hinteren Zylinderkammer sind nicht dargestellt. Das Arbeitsmedium kann verschiedener Art sein.

b5 Bei der aus Fig.2 in vergrößerter Darstellung ersichtlichen Ausbildung des Kolbens 2 ist zu beiden Seiten eines die Kolbendichtung 6 tragenden Mittelabschnitts 7je eine Schwenkbüchse 8 vorgesehen. Der

Mittelabschnitt 7 besteht aus einem relativ langen zylindrischen Körper mit im Mittelbereich vorgesehener Nut, welche die Dichtung 6 aufnimmt Jede der Schwenkbüchsen 8 wird durch einen Ringkörper 9 gebildet, dessen Mantelfläche 10 eine zylindrische Gleitfläche bildet und mit Schmiernuten versehen ist Die Ringkörper 9 besitzen außerdem kugelabschnittsförmige Innenflächen 11, die auf kugelabschnittsförmigen Außenflächen 12 von ringförmig ausgebildeten Haltekörpem 13 frei einstellbar gelagert sind.

Der Mittelabschnitt 7 und die zu beiden Seiten vorgesehenen Haltekörper 13 sind unter axialer Verspannung auf einem abgesetzten Kolbenstangenteil gelagert Die axiale Länge der Haltekörper 13 ist größer als die axiale Länge der Ringkörper 9 bzw. der Schwenkbüchsen 8. Jeder Ringkörper 9 besteht aus mindestens zwei Hälften, wobei die Teilungsebene jeweils so zu legen ist, daß der Ringkörper 9 auf einem Haltekörper 13 montiert werden kann. Vorgesehen ist eine Querteilung, so daß ein Ringkörper 9 aus zwei halbringartigen Schalen besteht

In der aus Fig.3 ersichtlichen Weise besitzt die Kolbenstangen-Führungsbüchse 4 innerhalb ihrer Längsbohrung 14 zwei in Richtung der Büchsenlängsachse in relativ großem Abstand voneinander angeordnete, gelenkig gelagerte bzw. eingefaßte Schwenkhülsen 15. Jede Schwenkhülse 15 besitzt eine als zylindrische Gleitfläche dienende Bohrung 16, die mit Schmiernuten versehen ist Die Schwenkhülsen 15 weisen ferner konvex gewölbte kugelförmige Mantelflächen 17 auf, die in entsprechend konkav gewölbten Ringnuten 18 der Kolbenstangen-Führungsbüchse 4 gelagert sind.

Die Kolbenstangen-Führungsbüchse 4 besteht aus einem langen Mittelabschnitt 19 und zwei kürzeren Endabschnitten 20. Zwischen jedem Ende des Mittelabschnitts 19 und dem gegenüberliegenden Ende eines Endabschnitts 20 ist eine Schwenkhülse 15 gelenkig eingespannt Die gegeneinander gerichteten Endbereiche des Mittelabschnitts 19 und der Endabschnitte 20 bilden gemeinsam die konkav gewölbten Ringnuten 18 zur Lagerung der Mantelfächen 17 der Schwenkhülsen 15. Die Schwenkhülsen 15 können ungeteilte Ringkörper sein.

Bei der Montage der Schwenkhülsen 15 werden bei abgenommenem Zylinderdeckel 5 die drei Abschnitte der Führungsbüchse 4 unter Einschluß der Schwenkhülsen 15 eingeschoben. Im Bereich des Zylinderdeckels 5 ~> ist eine Dichtung 21 vorgesehen. Die axiale Festlegung bzw. Verspannung kann mittels eines Federrings 22 erfolgen. Die Endverspannung öund der Verschluß des Hydraulikzylinders 1 erfolgen durch den Zylinderdeckel 5.

κι In Fig.3 ist die Durchbiegung der Kolbenstange 3 übertrieben stark veranschaulicht, und zwar zur Demonstration der großen Einstellbarkeit der Schwenkhülsen 15. Die die zylindrischen Gleitflächen bildenden Bohrungen 18 der Schwenkhülsen 15 bleiben genau axial ausgerichtet zu dem betreffenden Abschnitt der KoU>enstange 3.

In Fig.2 ist keine Durchbiegung veranschaulicht Sinngemäß zu Fig.3 ist jedoch beim Eintreten schon einer geringen Durchbiegung der Kolbenstange 3 jede Schwenkbüchse 8 in der Lage, sich gegenüber ihrem Haltekörper 13 kugelgelenkartig zu verschwenken, so daß die als Gleitflächen dienenden Mantelflächen 10 ebenfalls die genaue axiale Lage zur Innenwand des Hydraulikzylinders 1 einhalten können.

r> Die als Ringkörper 9 ausgebildeten Schwenkbüchsen 8 können auch einteilig sein. Damit die Schwenkbüchsen 8 auf die kugelabschnittsförmigen Außenflächen 12 der Haltekörper 13 aufgeschoben werden können, sind jeweils in dem einen stirnseitigen Randbereich der

iü Schwenkbüchsen 8 an diametral gegenüberliegenden Stellen Ausnehmungen 23 vorgesehen. Die Breite dieser Ausnehmungen 23 entspricht einem z. B. abgesetzten Mittelabschnitt der Haltekörper 13. Die Haltekörper 13 und die Schwenkbüchsen 8 werden vor dem Aufziehen auf die Kolbenstange 3 ineinandergefügt Dabei werden die Schwenkbüchsen 8 und die Haltekörper 13 um etwa 90° gegeneinander verdreht das heißt in eine Querlage zueinander gebracht so daß die abgesetzten Mittelabschnitte der Haltekörper 13 durch die Ausnehmungen

4i) 23 der Schwenkbüchsen 8 eingeschoben werden können. Die Schwenkbüchsen 8 und die Haltekörper 13 werden nun in eine gleichachsige Lage zurückgeschwenkt und es sind beide Teile kugelgelenkartig gekuppelt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprache-.

1. Hydraulikzylinder, dessen an der Zylinderinnenwand dichtend geführter Kolben eine mit ihrer zylindrischen Außenfläche an der Zylinderinnenwand gleitende, auf das Kolbenstangenende kugelgelenkig aufgesetzte Schwenkbüchse aufweist und dessen gegenüber einer am Zylinderdeckel festgelegten Führungsbüchse abgedichtete Kolbenstange eine in der Führungsbüchse kugelgelenkig gelagerte Schwenkhülse mit zylindrischer Innenfläche gleitend durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) zu beiden Seiten eines die Kolbendichtung (6) tragenden Mittelabschnitts (7) mit je einer Schwenkbüchse (8) versehen ist und die Führungsbüchse (4) innerhalb einer Längsbohrung (14) zwei im Abstand voneinander angeordnete Schwenkhülsen (15) aufweist

2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbüchsen (8) auf kugelabschnittartigen Außenflächen (12) von ringförmig ausgebildeten Haltekörpern (13) frei einstellbar gelagert sind.

3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsam mit dem Mittelabschnitt (7) des Kolbens auf einem abgsetzten Abschnitt der Kolbenstange (3) axial gegeneinander verspannten Haltekörper (13) eine größere axiale Breite aufweisen als die Schwenkbüchsen (8).

4. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbüchsen (8) mehrteilig sind.

5. Hydraulikzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schwenkbüchse (8) aus zwei Halbringschalen besteht

6. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Führungsbüchse (4) aus einem langen Mittelabschnitt (19) und zwei kürzeren Endabschnitten (20) besteht und daß an jedem Ende des Mittelabschnitts (19) eine Schwenkhülse (15) durch den jeweiligen Endabschnitt (20) gelenkig eingespannt ist