-
Kolben-Zylinders Zylinder-Einheit
-
Die Erfindung betrifft eine zu Ib Kolben-Zyllnder-Einheit mit einem
Rohrabschnitt als Zylinder, der mittels Verschlußstopfen verschlossen ist, und einem
im Zylinder unverdrehbar, Jedoch axial verschiebbaren Kolben mit einer Kolbenstange,
die eine Führungsbohrung in einem der Verschlußstopfen durchdringt.
-
Bei einer derartigen Kolben-Zylinder-Einheit kommt es entscheidend
darauf an, daß einfache, leicht herstellbare Teile verwendet werden, die schnell
zu der Einheit zusammenbaubar sind. Ein weiterer wesentlicher Funkt ist, daß die
Kolbenstange beim Hub des Kolbens indem Zylinder keine Drehbewegung ausführen kann.
Daher ist dafür Sorge zu tragen, daß der Kolben im Zylinder unverdrehbar, jedoch
axial verstellbar geführt wird.
-
Wie die 1)T-OS 20 60 383 zeigt, ist vom Teile- und Montageaufwand
her von Vorteil, wenn der Zylinder und der Kolben runden Querschnitt aufweisen.
Bei dieser bekannten Kolben-Zylinder-Einheit werden der Zylinder und die Verschlußstopfen
bleibend miteinander verschweißt. Diese Verbindung hat aber den Nachteil, daß ein
Zugang zum Kolben mit seinen Dichtungselementen und eventuell zu dem vom Kolben
bzw. der Kolbenstange gesteuerten Schalteinrichtungen nur durch Zerstörung der Einheit
möglich ist. Schon ein kleiner Fehler dieser Bauteile macht also die Eolben-Zylinder-Einheit
unbrauchbar. Außerdem ist bei dieser Einheit der Kolben mit der Kolbenstange nicht
unverdrehbar im Zylinder geführt, es sei denn, daß die Kolbenstange exzentrisch
am Kolben angebracht wird. In diesem Falle werden die Kräfte Jedoch unsymmetrisch
übertragen, was insbesondere bei Einheiten mit großen Kolbenhüben zu einem Verkanten
und Verklemmen führen kann.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Eolben-Zylinder-Einheit der eingangs
erwähnten Art so auszugestalten, daß die einfachen Teile leicht und schnell zu der
Einheit zusammengebaut werden können, wobei aber zusätzlich die Möglichkeit einer
einfachen Demontage der Einheit erreicht und bei symmetrischer Kraftübertragung
die unverdrehbare Führung des Kolbens im Zylinder gewährleistet sein soll.
-
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die beiden Verschluß
stopfen durch mindestens drei Zuganker miteinander verbunden sind, die im Zylinder
in einheitlicher Winkelteilung um die Kolbenstange verteilt angeordnet sind, und
daß der Eolben über entsprechende Führungen
unverdrehbar auf den
Zugankern geführt ist. Die Zuganker übernehmen bei dieser Ausgestaltung der Kolben-Zylinder-Einheit
zwei Funktionen, nämlich die Verbindung des Zylinders mit den beiden Verschlußstopfen
und die unverdrehbare Führung des Kolbens mit der Eolbenstange. Durch die Verlagerung
der Zuganker in den Zylinder wird ohne merkliche Verkleinerung der wirksamen Eolbenfläche
die Verbindung der Bauteile zu der Einheit erreicht, ohne daß die durch den Zylinder
maßgeblich bestimmten Außenabmessungen vergrößert werden müssen. Der Kolben ist
über seinen gesamten Stellweg auf den Zugankern symmetrisch geführt.
-
Die Herstellung der einzelnen Bauteile für die Einheit wird dadurch
vereinfacht, daß die Verschlußstopfen als Vierkantabschnitte ausgebildet sind, die
dem Zylinder zugekehrt mit einem runden Bund versehen sind, der in den als Rohrabschnitt
ausgebildeten Zylinder eingeführt und mittels eines ringförmigen Dicltungselementes
abgedichtet ist, welches in einer Ringnut des Bundes eingebracht ist. Kit dieser
Ausgestaltung läßt sich auch gleichzeitig ein dichter Verschluß des als Zylinder
verwendeten Rohrabschnittes erreichen.
-
Die Verbindung der Verschlußstopfen über die Zuganker wird dadurch
vereinfacht, daß der Zuganker an beiden Stirnseiten mit einem Innengewinde versehen
ist, daß das eine Ende des Zugankers über einen Gewindestift in einer Gewindebohrung
des einen Verschlußstopfens festgeschraubt ist und daß das andere Ende des Zugankers
über eine Kopfschraube am anderen Verschlußstopfen festgelegt ist, wobei die Kopfschraube
in einer abgesetzten Durchgangsbohrung durch den Verschluß stopfen geführt und
in
das Innengewinde des Zugankers eingeschraubt ist. Eine eindeutige Führung für die
Zuganker-wird nach einer weiteren Ausgestaltung dadurch erreicht, daß das Innengewinde
des einen Verschlußstopfens und die Durchgangsbohrung im anderen Verschlußstopfen
dem Zylinder zugekehrt in erweiterte, auf den Durchmesser des Zugankers abgestimmte
Aufnahmen übergehen. Damit die Zuganker das Festspannen der Verschluß stopfen an
dem Rohrabschnitt nicht beeinträchtigen, ist vorgesehen, daß die erweitere Aufnahme
in dem Verschlußstopfen mit der Durchgangsbohrung tiefer ist als die maximale Eintauchtiefe
des Zugankers bei am Zylinder festgelegten Verschlußstopfen.
-
Wichtig bei dieser neuen Kelben-Zylinder-Einheit ist zudem, daß die
Kolbenstange und die Zuganker für eine symmetrische Führung genau parallel zueinander
angeordnet sind. Damit dies bei der Montage der Eolben-Zylinder-Einheit zwangsläufig
erreicht wird, sieht eine Weiterbildung vor, daß die beiden Verschlußstopfen über
an sich bekannte Stift-Schlitz-Führungen oder dgl. nur in gleicher Winkelstellung
in den Zylinder einführbar und/ oder daran festlegbar sind.
-
Die Unterteilung des Zylinderraumes durch den Kolben in zwei unabhängige
Kammern darf auch durch die -Führung desselben auf den Zugankern nicht beeinträchtigt
werden. Es ist daher zur besseren Führung, Lagerung und Abdichtung vorgesehen, daß
die Zuganker durch Bohrungen des Kolbens geführt sind und daß diese Bohrungen mindestens
über einen Teil ihrer Länge erweitere Aufnahmen für ringförmige Lager-und/oder Dichtungselemente
bilden.
-
Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 im Längsschnitt eine Eolben-Zylinder-Einheit
mit einem auf Zugankern geführten Kolben und Fig. 2 eine Ansicht auf die Stirnseite
dieses Kolbens.
-
Dem Schnitt nach Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die Hauptbestandteile
der neuen Eolben-Zylinder-Einheit der als Rohrabschnitt ausgebildete Zylinder 21
und die beiden Verschlußstopfen 15 und 17 sind, die diesen Rohrabschnitt an den
offenen Stirnseiten verschließen. Die Verschlußstopfen 15 und 17 sind Vierkantabschnitte,
die auf den dem Zylinder 21 zugekehrten Flächen mit einem Bund 29 versehen sind,
der an den lnnendurchmesser des Rohrabschnittes angepaßt ist. Auf der Umfangsfläche
ist der Bund 29 mit einer Ringnut versehen, in die ein Dichtungsring 22 eingebracht
ist. Auf diese Weise werden die Zylinderöffnungen durch die Verschlußstopfen 15
und 17 absolut dicht verschlossen.
-
In dem Zylinder 21 ist der Kolben 23 mit der Kolbenstange 30 axial
verstellbar. Dabei übernimmt das Dicltmgselement 24 in einer Ringnut des Kolbens
23 die Abdichtung zwischen dem Kolben 23 und dem Zylinder 21. Die Kolbenstange 30
kann aus verschiedenen Teilen aufgebaut sein und z.B. eine Schaltstange aufnehmen.
Dieser Aufbau der Kolbenstange 30 ist für die vorliegende Erfindung nicht von Bedeutung
und wird daher nicht in Einzelheiten beschrieben.
-
Wesentlich ist-nur, daß die Kolbenstange 30 unverdrehbar mit dem Kolben
23 verbunden ist und sich bei der axialen Verstellung desselben gegenüber dem Zylinder
21 nicht verdrehen kann. Auf diese Weise soll nämlich sichergestellt sein, daß auch
das in die Gewindebohrung 31 der Kolbenstange 30 eingeschraubte Arbeitsteil bei
der Verstellung seine Winkelstellung um die Verstellachse nicht verändern kann.
-
Um diese unverdrehbare Führung zu erzielen, ist der Kolben 23 mit
drei Führungsbohrungen 25 versehen, die in 120° -Teilung gleichmäßig um die Kolbenstange
30 angeordnet sind. Es können selbstverständlich auch mehr als drei Führungen.in
entsprechend geänderter Winkelteilung vorgesehen sein. tiber diese Führungen ist
der Kolben 23 unverdrehbar, jedoch axial auf den Zugankern 10 verstellbar geführt.
Diese Zuganker 10 verbinden die beiden Verschlußstopfen 15 und 17 im Innenraum des
Zylinders 21, wobei die Verschlußstopfen 15 und 17 gegen die Stirnseiten des Rohrabschnittes
festgezogen werden. Die Zuganker 10 sind Rundstäbe, die an beiden Stirnflächen Innengewinde
11 und 12 aufweisen. Der Verschlußstopfen 15 weist Gewindebohrungen 14 in entsprechender
Verteilung auf, die dem Zylinder 21 zugekehrt in erweiterte Aufnahmen übergehen,
die auf den Durchmesser der Zuganker 10 abgestimmt sind. ttber Gewindebolzen 13
werden die Zuganker 10 an dem Verschlußstopfen 15 festgeschraubt. Die Kolbenstange
30 mit dem Kolben 23 wird auf die Zuganker 10 aufgeschoben und danach diese Teileinheit
in den Zylinder 21 eingesetzt. Das noch offene Ende des Zylinders 21 wird durch
den Verschlußstopfen 17 verschlossen. Dieser Verschlußstopfen 17 weist
Durchgangsbohrungen
18 auf, die dem Zylinder 21 zugekehrt in erweiterte Aufnahmen 28 für den Zuganker
10 und dem Zylinder 21 abgekehrt in erweiterte Aufnahmen 20 für den Kopf 19 der
Verbindungsschrauben 16 übergehen. Diese Verbindungsschrauben 16 werden in die Durchgangsbohrungen
18 des Verschlußstopfens 17 eingeführt und mit dem Innengewinde 12 des Zugankers
10 -verschraubt. Wie der Schnitt deutlich erkennen läßt, ist die erweiterte Aufnahme
28 der Durchgangsbohrung 18 tiefer als die maximale Eintauchtiefe des Zugankers
10 bei am Zylinder 21 festgelegten Verschlußstopfen 15 und 17.
-
Damit die Zuganker 10 parallel zur Kolbenstange 30 und damit zur Mittelachse
des Zylinders 21 ausgerichtet sind, wird Sorge dafür getroffen, daß die Verschlußstopfen
15 und 17 nur in gleicher Winkelstellung in den Zylinder 21 eingeführt werden können.
In einfachster Weise kann dabei der Bund 29 Führungsansätze aufweisen, die in Schlitze
des Zylinders 21 einführbar sind. Diese Führungsansätze und Schlitze sind dabei
an den Enden des Rohrabschnittes und des Bundes so angebracht, daß der Dichtungsring
22 nach wie vor über seinen gesamten Umfang zum Zylinder 21 hin abdichtet. Diese
Festlegung der Winkelstellung zwischen dem Zylinder 21 und den Verschlußstopfen
15 und 17 kann auch mehrfach erfolgen. Diese Festlegungselemente können vorzugsweise
zweimal, und zwar diametral zueinander, vorgesehen sein. Es können Jedoch auch andere
aufeinander abgestimmte Festlegungselemente an dem Zylinder 21 und den Verschlußstopfen
15 und 17 angebracht bzw. anbringbar sein.
-
Es kommt nur darauf an, daß beide Verschlußstopfen 15 und 17 nur in
vorgegebener Winkelstellung mit dem Zylinder 21
verbindbar sind.
Dann ist mit Sicherheit erreicht, daß die Zuganker 10 nach dem Festlegen und Festschrauben
in den beiden Verschlußstopfen 15 und 17 genau parallel zur Kolbenstange 30 und
der Zylindermittlachse ausgerichtet sind. Der Kolben 23 kann dann die gesamte Länge
des Zylinders 21 eindeutig symmetrisch und unverdrehbar geführt verstellt werden.
-
Es bleibt noch zu erwahnen, daß die Führungsbohrungen 25 im Kolben
23 über einen Teil ihrer Länge erweiterte Aufnahmen 26 bilden, in die ringförmige
Lager- und/oder Abdichtungselemente 27 eingesetzt und festgelegt sind. Auf diese
Weise läßt sich die Führung zwischen dem Kolben 21 und den Zugankern 10 leicht in
abgedichteter Form erreichen. Dies ist wichtig, damit die Unterteilung des Zylinderraumes
in zwei unabhängige Kammern durch den Kolben 23 nicht beeinträchtigt wird.
-
L e e r s e t e