DE2738522A1

DE2738522A1 - Hydraulische oder pneumatische kolben-zylinder-vorrichtung

Info

Publication number: DE2738522A1
Application number: DE19772738522
Authority: DE
Inventors: Murphy L Du Pont
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1979-03-01
Also published as: GB2003986A; DE2738522B2; NO782910L; NL7808849A; GB2003986B; FR2401346A1; DE2738522C3

Description

Pneumatisch oder hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Vorrichtungen werden in der Praxis eingesetzt, um Zug-, Druck- oder Haltekräfte zu erzeugen, und derartige Vorrichtungen haben sich in großem Umfang bewährt. Will man jedoch solche Kolben-Zylinder-Vorrichtungen benutzen, um über große Zeiträume eine verhältnismäßig große Kraft aufzubringen, etwa um große Teile von Offshore-Strukturen auf dem Deck von Transportschiffen oder Prahmen festzulegen und zur Lokation zu befördern, so muß sichergestellt sein, daß diese großen Teile auch während längerer Zeitspannen sicher und zuverlässig festgehalten werden.

Bei den bekannten Kolben-Zylinder-Vorrichtungen sowie den sie mit Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit versorgenden Anlagen besteht jedoch die Gefahr, daß infolge Leckverlusten die anfänglich von der Kolben-Zylinder-Vorrichtung aufgebrachte Kraft nachläßt, was aus Sicherheitsgründen nicht zulässig ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung zu schaffen, die nach Erzeugung einer gewünschten Kraft mittels Preßluft oder Hydraulikflüssigkeit diese Kraft unabhängig von eventuellen Leckverlusten auch über lange Zeitspannen aufrecht erhält.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß auf der Außenfläche des Zylinders ein Gewinde vorgesehen ist, das mit dem an einem Endbereich eines koaxial bezüglich dem Kolben angeordneten Gehäuses vorgesehenen Innengewinde in Eingriff steht, daß die Kolbenstange sich durch das andere Ende des Gehäuses erstreckt und daß Kolbenstange und Gehäuse miteinander verriegelbar sind. Hierzu weist die Kolbenstange vorzugsweise ein Außengewinde auf, und auf dem Außengewinde ist zumindest eine Riegelmutter vorgesehen.

Bei der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Vorrichtung ist also eine spezielle mechanische Verriegelungseinrichtung vorhanden, die ein auf den Zylinder aufgeschraubtes Gehäuse enthält, das infolge dieser Schraubverbindung in axialer Richtung bezüglich dem Zylinder und damit dem Kolben bewegt werden kann, so daß nach Einstellung der gewünschten Kraft mittels Druckluft oder Hydraulikflüssigkeit durch entsprechende axiale Verstellung des Gehäuses eine verriegelnde Kopplung zwischen dem Gehäuse und der Kolbenstange hergestellt werden kann, durch die die erzeugte Kraft auch dann aufrecht erhalten bleibt, wenn sich infolge Leckverlusten der pneumatische oder hydraulische Druck im Kolben ändert.

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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbeispiele zeigenden Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch und teilweise im Schnitt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Vorrichtung.

Figur 2 zeigt in einem Teilschnitt den das Innengewinde aufweisenden Bereich des auf den Zylinder aufgeschraubten Gehäuses mit zusätzlichen Verriegelungselementen.

Figur 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Figur 2.

Figur 4 zeigt Einzelheiten des Durchtrittsbereichs der Kolbenstange durch das Gehäuse sowie der verriegelnden Kopplung zwischen Gehäuse und Kolbenstange.

Figur 5 zeigt eine Ansicht des Querelementes aus Figur

Figur 6 zeigt Einzelheiten der Verbindung des Zylinders der Kolben-Zylinder-Vorrichtung aus Figur 1 mit einem Fundamentteil.

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Figur 7 zeigt die Verbindung aus Figur 5 in einer anderen Ansicht, wobei die Schraubverbindung zwischen Zylinder und Halteelement gelöst ist.

Figur 8 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung mit einem abgewandelten Halteelement.

Figur 9 zeigt die Kolben-Zylinder-Vorrichtung aus Figur 7, wobei die Schraubverbindung zwischen Zylinder und Halteelement gelöst ist.

Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellte Vorrichtung weist einen Zylinder 2 mit einem Innenraum 4 auf, in dem sich der Kolben mit der an ihm befestigten Kolbenstange 25, 26 befindet, die sich am oberen Ende in üblicher Weise aus dem Zylinder 2 heraus erstreckt. In den Raum 4 oberhalb und unterhalb des Kolben läßt sich auf übliche Weise Hydraulikfluid einpressen, um so die gewünschte Bewegung des Kolbens und damit der Kolbenstange 25, 26 zu erreichen. Die Leitungen für die Zufuhr des Hydraulikfluids sind lediglich schematisch angedeutet.

Auf der Außenfläche des Zylinders ist ein Gewinde vorgesehen, und mit diesem Gewinde steht ein Gehäuse 1 in Eingriff, das an seinem unteren Ende ein Innengewinde aufweist und sich

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koaxial bezüglich dem Zylinder und dem Kolben über das obere Ende des Zylinder hinaus erstreckt. In das obere Ende des Gehäuses ist eine Stopfbuchse 27 mittels einer entsprechenden Mutter 28 eingepreßt, und die Kolbenstange 25, 26 ist durch die Stopfbuchse hindurch nach außen geführt.

Um das durch Schraubbewegung in axialer Richtung bezüglich dem Zylinder 2 verstellbare Gehäuse 1 in einer eingestellten Lage bezüglich dem Zylinder 2 arretieren zu können, ist unterhalb des Gehäuses auf das Außengewinde des Zylinders ein Konterring 18 aufgeschraubt, der ein Außengewinde zur Aufnahme einer Haltebuchse 21 aufweist. Diese Haltebuchse kann mittels mit Schraubenbolzen 23 Arretierplatten 22 befestigten unverdrehbar bezüglich dem Konterring 18 mit diesem verriegelt werden (Figuren 2 und 3). Die Haltebuchse 21 erstreckt sich nach oben über den Konterring 18 hinaus und verringert an ihrem oberen Ende ihren Durchmesser, so daß, wie insbesondere Figur 2 zeigt, zwischen der Haltebuchse 21, dem Gehäuse 1 und der oberen Ringfläche des Konterrings 18 ein Ringraum gebildet wird, in den ein Klemmring 20 eingesetzt ist. Der Klemmring weist eine sich von oben nach unten schräg nach außen erstreckende Innenfläche auf, die einer entsprechend geneigten Keilfläche des Gehäuses 1 gegenüberliegt.

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Um beispielsweise das Gehäuse 1 bezüglich dem Zylinder 2 nach oben (Figur 1) zu bewegen, werden die Schraubenbolzen 23 und die Arretierplatten 22 gelöst, und die Buchse 21 wird mit Hilfe von in die Ausschnitte 19A eingesetzten Hebeln 19 auf dem Außengewinde des Konterrings 18 nach oben geschraubt, so daß entsprechend auch dann das Gehäuse 1 in dieser Richtung geschraubt werden kann, wobei die geneigte Fläche des Gehäuses den Klemmring 20 mit aufwärts bewegt.

Ist das Gehäuse 1 in die gewünschte Stellung bezüglich dem
Zylinder 2 gebracht worden, so wird der Konterring 18 auf dem Zylinder 2 nach oben geschraubt und, falls eine Trennung von der Haltebuchse 21 stattgefunden hat, wieder in Schraubeingriff mit dieser gebracht, bis der Konterring 18 an der unteren
Ringfläche des Gehäuses 1 anliegt. In dieser Stellung werden die Halteplatten 22 wieder mit Hilfe der Schraubenbolzen 23 festgesetzt, so daß eine Drehung von Konterring 18 und Haltebuchse 21 relativ zueinander nicht mehr möglich ist. In
dieser Stellung verhindert der Konterring 18 eine Bewegung
des Gehäuses 1 bezüglich dem Zylinder 2 nach unten (Figur 1), und infolge der geneigten Flächen am Gehäuse 1 und am Klemmring 20 kann sich das Gehäuse 1 auch nicht bezüglich dem
Zylinder 2'nach oben bewegen. Das Gehäuse 1 ist somit in
beiden möglichen Bewegungsrichtungen verriegelt.

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Die vorstehend erwähnte axiale Verstellung des Gehäuses 1 dient dazu, die Kolbenstange in einer Stellung mechanisch zu verriegeln, die sich nach Aufbringen einer vorgegebenen Kraft mittels des Hydraulikfluids ergeben hat, etwa eine Stellung, in der auf ein festzulegendes Teil ein vorgegebener Druck ausgeübt wird. Im einfachsten Fall kann die mechanische Arretierung der Kolbenstange dadurch erfolgen, daß in ihrem sich im oberen Endbereich des Gehäuses befindenden, ein Außengewinde aufweisenden Teil eine Riegelmutter vorgesehen wird, die in der vorgegebenen Stellung zur Anlage auf dem oberen Ende des in erforderlicher Weise axial verstellten Gehäuses 1 gebracht wird.

In den Figuren 1 und 4 ist jedoch eine Verriegelungsmöglichkeit gezeigt, die eine Arretierung in weiten Grenzen und beiden Richtungen ermöglicht sowie eine zusätzliche Sicherheit bietet. Hierzu weist die Kolbenstange ein Kolbenrohr 26 auf, in das eine Gewindestange 25 eingeschraubt ist, so daß ein Teil dieser Gewindestange aus dem Kolbenrohr herausragt. Auf diesen herausragenden Teil sind zwei Riegelmuttern 33 aufgeschraubt, zwischen denen ein Querelement 32 gehalten ist. Dieses Querelement 32 kann somit einerseits durch Verdrehung der Gewindestange 25 und andererseits durch Verdrehung der Riegelmuttern 33 in eine gewünschte Stellung bezüglich dem Kolbenrohr 26 bzw. dem oberen Ende des Gehäuses 1 gebracht werden.

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Das Querelement 32 weist vier Anschlußlaschen 31 auf, und in der Darstellung gemäß Figur 4 sind an diese Anschlußlaschen zwei unterschiedlich aufgebaute Verbindungselemente angeschlossen, nämlich ein Verbindungselement aus den Teilen 37, 38, 39, 40 und ein Verbindungselement aus den Teilen 34, 35, 36. Selbstverständlich werden üblicherweise gleichartig aufgebaute Verbindungselemente verwendet, und die unterschiedlichen Verbindungselemente sind lediglich zur Verdeutlichung möglicher verschiedener Verbindungselemente gezeigt.

Das in Figur 4 linke Verbindungselement besteht im wesentlichen aus einer Aufnahmebuchse 37 und einem Gewindebolzen 40, so daß der Abstand zwischen den beiden Anschlußstücken 39 durch Einschrauben oder Herausschrauben des Gewindebolzens in bzw. aus der Aufnahmebuchse eingestellt und mittels der Kontermutter 38 festgelegt werden kann.

Das in Figur 4 rechte Verbindungselement hat im wesentlichen die Form einer Spannschraube mit zwei Gewindeteilen 36 und einem Buchsenteil 34, durch dessen Drehung der Abstand zwischen den Anschlußenden der Gewindeteile 36 verändert werden kann. Zur Arretierung des eingestellten Abstandes dienen die Kontermuttern 35.

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Die Verbindungselemente sind über lösbare Bolzen an Anschlußlaschen 29 angebracht, die am oberen Ende des Gehäuses 1 befestigt sind.

Soll die Kolbenstange mittels Hydraulikfluid in eine bestimmte Stellung gebracht werden, um eine vorgegebene Kraft zu erzeugen oder aufzunehmen, so werden zunächst die Verbindungselemente von den Anschlußlaschen 29 gelöst, und der Kolben kann dann mittels des Hydraulikdruckes in die gewünschte Stellung bewegt werden. Danach erfolgt die vorstehend beschriebene Verstellung des Gehäuses 1, und dann werden die Verbindungselemente auf die erforderliche Länge gebracht und an den Anschlußlaschen 29 befestigt.

Durch die Verstellbarkeit sowohl der Verbindungselemente als auch des Querelementes mittels der Riegelmuttern 33 ist es ohne weiteres möglich, die gewünschte Lage des Querelementes bezüglich des oberen Endes des Gehäuses 1 einzustellen und die Kolbenstange in dieser Lage festzulegen, so daß sie sich nicht in axialer Richtung bezüglich dem Gehäuse 1 und damit bezüglich dem Zylinder 2 bewegen kann, selbst wenn beispielsweise infolge Leckverlusten der zunächst aufgebrachte Hydraulikdruck absinken sollte.

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Wie insbesondere Figuren 1, 5 und 6 zeigen, ist am unteren Ende des Zylinders 3 ein Außengewinde 5 vorgesehen, über das der Zylinder mit einem Halteelement 6 verbunden werden kann. Dieses Halteelement ist über eine kardanartige Verbindung mit senkrecht zueinander stehenden Bolzen 7 und 11 mit einem Fundamentteil 12, 13 verbunden, das beispielsweise auf dem Deck eines Schiffes festgeschweißt ist. Außerdem sind HilfsKolben-Zylinder-Vorrichtungen 14 vorgesehen, die einerseits schwenkbar mit dem Zylinder 2 und andererseits schwenkbar mit dem Fundamentteil verbunden sind und die dazu dienen, die gegebenenfalls sehr schwere Kolben-Zylinder-Vorrichtung anzuheben oder seitlich zu bewegen.

Kolben-Zylinder-Vorrichtungen der vorstehend beschriebenen Art sind beim Einsatz auf Schiffsdecks erheblichen Belastungen und erheblichem Verschleiß ausgesetzt, und das Gewinde 5 ermöglicht ein einfaches Trennen der Kolben-Zylinder-Vorrichtung von dem Fundamentteil, indem die Hilfs-Kolben-Zylinder-Vorrichtungen 14 vom Zylinder 2 gelöst und dann die Kolben-Zylinder-Vorrichtung aus dem Halteelement 6 herausgeschraubt und gegebenenfalls durch eine neue Kolben-Zylinder-Vorrichtung ersetzt wird.

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Das in den Figuren 7 und 8 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht bezüglich des Aufbaus der Kolben-Zylinder-Vorrichtung dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 6, und gleiche Teile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der wesentliche Unterschied ist jedoch in der Form des Halteelements 6' und der Form des Fundamentteils 8 zu sehen.

Das Halteelement 6' weist einerseits das auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 1 bis 6 vorhandene Innengewinde zur Befestigung des unteren Endes des Zylinders 2 mittels des Gewindes 5 auf. An der anderen Seite ist das Halteelement 6¹ in etwa U-förmig ausgebildet, wobei die freien Enden der Schenkel 9 weit nach innen gezogen sind, so daß eine Durchgangsöffnung entsteht, in die der obere Flansch und der obere Bereich des Stegs eines I-Trägers 8 paßt. Somit läßt sich dieses Halteelement 6' auf einen als Fundamentteil 8 dienenden und beispielsweise auf dem Deck eines Schiffes aufgeschweißten I-Träger schieben, so daß die gesamte Kolben-Zylinder-Vorrichtung von diesem Fundamentteil nicht mehr nach oben abgehoben werden kann. Eine derartige Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn mittels der Kolben-Zylinder-Vorrichtung eine hohe Zugkraft aufgebracht werden soll und ein Verschwenken der Kolben-Zylinder-Vorrichtung im Betrieb nicht erforderlich ist.

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Claims

UEXKÜLL & S^O'-BERG PATENTANWÄLTE

SE 4 SOOO HAMBURG 52

DR. J.-D. FRHR. von UEXKÜLL DR. ULRICH GRAP STOLBERG DIPL.-ING. JÜRGEN SUCHANTKE

Murphy L. Du Pont (14221)

Otto-Ernst-Straße 25

2OOO Hamburg 52

Hamburg, den 25. August 1977

Hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Vorrichtung

Ansprüche

Hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche des Zylinders (2) ein Gewinde vorgesehen ist, das mit dem an einem Endbereich eines koaxial bezüglich dem Kolben angeordneten Gehäuses (1) vorgesehenen Innengewinde in Eingriff steht, daß die Kolbenstange (26) sich durch das andere Ende des Gehäuses (1) erstreckt und daß Kolbenstange (25, 26) und Gehäuse (1) miteinander verriegelbar sind.
2. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (26) ein Außengewinde (25) aufweist, und daß auf dem Außengewinde mindestens eine Riegelmutter (33) vorgesehen ist.

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3. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegelmutter in Eingriff mit dem anderen Ende des Gehäuses (1) bringbar ist.
4. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kolbenstange (25, 26) zwei Riegelmuttern (33) vorgesehen sind, zwischen denen ein Anschlußlaschen (31) aufweisendes Querelement

(32) angeordnet ist, und daß die Anschlußlaschen (31) über in ihrer Länge mechanisch veränderbare Verbindungselemente (34, 36; 37, 39, 40) mit am anderen Ende des Gehäuses (1) vorgesehenen Anschlußlaschen

(29) verbunden sind.
5. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (34, 36; 37, 39, 40) jeweils mit mindestens einer der Anschlußlaschen (31, 29) lösbar verbunden sind.
6. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (34, 36) die Form von Spannschrauben haben.

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7. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente einen Gewindebolzen (40) und eine Aufnahmebuchse (37) mit entsprechendem Innengewinde aufweisen.
8. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange aus einem mit dem Kolben verbundenen Kolbenrohr (26) und einer in das freie Ende des Kolbenrohrs (26) eingeschraubten, das Außengewinde bildenden Gewindestange (25) besteht.
9. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am anderen Ende des Gehäuses (1) eine die Kolbenstange (26) umgreifende Stopfbuchse (27) vorgesehen ist.
10. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des das Innengewinde aufweisenden Endes des Gehäuses (1) auf das Außengewinde des Zylinders (2) ein Konterring (18) aufgeschraubt ist.

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11. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 1O, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Konterring (18) eine mit diesem verriegelbare Haltebuchse (21) zur Festlegung des Gehäuses in axialer Richtung aufgeschraubt ist.
12. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebuchse (21) einen Klemmring (20) umgreift, der das Gehäuse (1) vor dem Konterring (18) umgibt, und daß das Gehäuse (1) im Bereich des Klemmrings (20) eine zum Konterring (18) hin schräg nach außen geneigte Keilfläche aufweist, die mit einer entsprechend geneigten Innenfläche des Klemmrings (20) in Eingriff bringbar ist.
13. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Austrittsende der Kolbenstange (26) aus dem Zylinder (2) gegenüberliegenden Ende des Zylinders (2) ein Befestigungsgewinde (5) zur lösbaren Verbindung des Zylinders

(2) mit einem Halteelement (6) vorgesehen ist.
14. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (6) an dem dem Befestigungsgewinde (5) abgewandten Ende eine Verbindungseinrichtung zur Kopplung mit einem Fundamentteil (12, 13; 8) aufweist.

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15. Kolben-Zylinder-Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (6¹) zum verschiebbaren Eingriff mit dem Flansch eines T- oder eines I-Trägers (8) aus einer im Querschnitt U-förmigen öffnung mit eingezogenen Schenkelenden (9) besteht.

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