DE3124022A1

DE3124022A1 - Kolben mit kolbenstange

Info

Publication number: DE3124022A1
Application number: DE19813124022
Authority: DE
Inventors: Rudolf 3007 Gehrden Möller
Original assignee: Wabco Steuerungstechnik & Co 3000 Hannover GmbH; Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Current assignee: Wabco Westinghouse Steuerungstechnik and Co GmbH
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1982-12-30

Description

Kolben mit Kolbenstange
Die Erfindung betrifft einen Kolben mit Kolbenstange, insbesondere fUr Arbeitszylinder, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist üblich, den Kolben als Drehteil auszubilden und auf eine mit Gewinde versehene Kolbenstange aufzuschrauben.
Der Kolben wird im allgemeinen aus Aluminium gefertigt, um so die zu bewegende träge Masse möglichst gering zu halten.
Neben relativ hohen Materialkosten haben derartige Kolben den Nachteil, daß zu ihrer Herstellung viele Arbeitsvorgänge erforderlich sind, wie z.B. Drehen und Schleifen des Kolbens, Einarbeiten der Aufnahmebohrung für die Kolbenstange, Einstechen von Nuten zur Aufnahme von Dichtringen.
Die vorstehenden Nachteile werden weitgehendst vermieden durch einen Kolben mit Kolbenstange, wie er aus der DE-OS 29 14 624 bekannt geworden ist. Dieser bekannte Kolben ist als Kunststoff-Formteil ausgebildet und mittels einer Schnappverbindung auf der Kolbenstange gehalten und mit dieser verbunden.
Die Verbindung des Kolbens mit der Kolbenstange erfolgt durch eine in einer Kolbenbohrung vorgesehene umlaufende Wulst, welche in eine entsprechende, in der Kolbenstange vorgesehene Ringnut eingreift.
Von Nachteil ist bei dieser bekannten Anordnung, daß das Einbringen der Kolbenstangein.*S Kolbenbohrung mit erheblichem Kraftaufwand verbunden ist und daß beim Lösen des Kolbens von der Kolbenstange Beschädigungen am Kolben nicht ausgeschlossen werden können, da ein Abziehen des Kolbens von der Kolbenstange ohne Werkzeuge nicht ohne weiteres möglich ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,einen Kolben mit Kolbenstange der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der einfach in seiner Herstellung ist und sich ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen lösbar auf der Kolbenstange befestigen läßt.
Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß durch die Anordnung wenigstens eines Schlitzes im Bereich der Schnappverbindung ein Überdehnen der Kolbenstangenhalterung verhindert wird. Durch die Anordnung von Abstufungen an einem Kolbenteil oder auch an beiden Kolbenteilen kann vorteilhaft und auf einfache Art und Weise eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtringes geschaffen werden.
Anhand von Zeichnungen werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung nachstehend näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil eines Arbeitszylinders mit einem auf eine Kolbenstange aufgeschnappten Kolben, wobei der Kolben aus zwei miteinander verschraubten Kolbenteilen besteht und Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil eines Arbeitszylinders mit einem auf eine Kolbenstange aufgeschnappten zweiteiligen Kolben mit zwei Ringnuten zur Aufnahme von Dichtringen.
In Fig. 1 ist ein Arbeitszylinder 20 mit einem aus einem ersten Kolbenteil 2 und einem zweiten Kolbenteil 6 bestehenden Kolben dargestellt. Das erste Kolbenteil 2 ist abgestuft (Abstufungen 1,14,15) und weist eine in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung 16 auf, die zur Aufnahme einer Kolbenstange 17 dient.
Die Kolbenstange 17 besitzt eine Ringnut 10, in welche eine ringförmige Wulst 11, die in der Ausnehmung 16 des Kolbenteils 2 im abgestuften Bereich 12 des Kolbenteils 2 angeordnet ist, eingreift.
Um die Montage des Kolbenteils 2 auf der Kolbenstange 17 zu erleichtern, ist das Kolbenteil 2 im Bereich der Abstufung 12 mit parallel zur Kolbenstange 17 verlaufenden Schlitzen 9 versehen. Eine weitere in die Kolbenstange 17 eingearbeitete Ringnut 18 dient zur Aufnahme eines Dichtringes 19, welcher dichtend an der Wandung der Ausnehmung 16 im Kolbenteil 2 anliegt. Auf dem Umfang der Abstufung 12 des ersten Kolbenteils 2 ist im geschlitzten Bereich Gewinde vorgesehen, auf welches das mit einer Gewinde 8 tragenden Durchgangsöffnung versehene zweite Kolbenteil 6 aufgeschraubt ist.
Das zweite Kolbenteil 6 weist ebenfalls eine Abstufung 7 auf. Die Abstufung 7 des zweiten Kolbenteils 6 bildet zusammen mit der Abstufung 12 des ersten Kolbenteils 2 eine Ringnut, die zur Aufnahme eines Dichtringes 13 dient. Die Abstufung 14 des ersten Kolbenteils 2 dient als Anschlag für das zweite Kolbenteil 6. Die dem ersten Kolbenteil 2 zugewandte Stirnfläche des zweiten Kolbenteils 6 sowie die dem zweiten Kolbenteil 6 zugewandte Stirnfläche des ersten Kolbenteils 2 und die Abstufung 15 bilden zusammen eine Nut zur Aufnahme eines Dichtringes 3, welcher dichtend an der Innenwand des Arbeitszylinders 20 anliegt.
Das erste Kolbenteil 2 weist an seiner dem zweiten Kolbenteil 6 abgewandten Stirnfläche einen als Anschlag 1 dienenden ringförmigen Vorsprung auf.
Ein Verdrehen der beiden Kolbenteile 2 und 6 gegeneinander wird dadurch verhindert, daß in der dem zweiten Kolbenteil 6 zugewandten Stirnfläche des ersten Kolbenteils 2 eine Vertiefung 4 vorgesehen ist und an der dem ersten Kolbenteil 2 zugewandten Stirnfläche des zweiten Kolbenteils 6 ein ent- sprechender federnder Vorsprung 5 angeordnet ist, welcher in die Vertiefung einschnappt. Eine das erste Kolbenteil 2 in axialer Richtung durchdringende Bohrung Ja führt zur Vertiefung 4. Zwecks Demontage des zweiten Kolbenteils 6 vom ersten Kolbenteil 2 wird in die Bohrung 4 a ein Stift eingeführt und der federnde Vorsprung 5 aus der Vertiefung 4 herausgedrückt.
Die Montage des Kolbens 2,6 auf der Kolbenstange 17 wird wie nachstehend beschrieben durchgeführt.
Nach Einlegen des Dichtringes 19 in die dafür auf der Kolbenstange 17 vorgesehene Nut 18 wird das erste Kolbenteil 2 auf die Kolbenstange 17 aufgeschoben.
Bedingt durch die in der Ausnehmung des Kolbenteils 2 angeordnete Wulst 11 spreizt sich bei diesem Vorgang das mit Längsschlitzen 9 versehene abgestufte Teil 12 des Kolbenteils 2, so daß das Aufschieben des Kolbenteils 2 auf die - Kolbenstange 17 ohne großen Kraftaufwand erfolgt. Bei Erreichen der gewünschten Position des ersten Kolbenteils 2 auf der Kolbenstange 17 schnappt die umlaufende Wulst 11 in die Ringnut 10 der Kolbenstange 17 ein und fixiert das erste Kolbenteil 2 so in der vorbestimmten Position.
Nachdem das erste Kolbenteil 2 auf diese Art und Weise auf die Kolbenstange 17 aufgeschnappt worden ist, wird der erste Dichtring 3 auf die als Nutgrund dienende Abstufung 15 des ersten Kolbenteils 2 aufgezogen. Der zweite Dichtring 13 wird auf die Abstufung 12 des ersten Kolbenteils 2 aufgeschoben. Anschließend wird das zweite Kolbenteil 6 auf das abgestufte Teil 12 des ersten Kolbenteils 2 aufgeschraubt, und zwar so weit, bns es an der Abstufung 15 des ersten Ko.lbenteils 2 zur Anlage kommt und mit seiner Abstufung 7 den zweiten Dichtring 13 umschließt. Aus der dem ersten Kolbenteil 2 zugewandten Stirnfläche des zweiten Kolbenteils 6 sowie der als Nutgrund dienenden Abstufung 15 und der dem zweiten Kolbenteil 6 zugewandten Stirnfläche des ersten Kolbenteils 2 wird auf diese Art und Weise die Nut für den ersten Dichtring 3 gebildet.
Ein herausspringender Wulst 11 aus der Ringnut 10 der Kolbenstange 17 und somit ein Lösen des Kolbens 2,6 von der Kolbenstange 17 wird durch das zweite Kolbenteil 6, welches die Funktion eines Sicherungsringes mit übernimmt, verhindert.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist es auch möglich, durch Vorsehen einer zweiten Abstufung am zweiten Kolbenteil und durch klappsymmetrische Anordnung der beiden Kolbenteile zueinander zwei Ringnute in der Mantelfläche des Kolbens zu bilden.
In einem Zylinder 21 ist ein aus zwei Kolbenteilen 22 und 35 bestehender Kolben angeordnet.
Das erste Kolbenteil 22 weist eine Ausnehmung 41 auf, die zur Aufnahme einer Kolbenstange 40 dient.
Eine in die Kolbenstange 40 eingearbeitete Ringnut 32 bildet zusammen mit einer in der Ausnehmung 41 des ersten Kolbenteils 22 angeordneten ringförmigen Wulst 33 eine Schnappverbindung zwischen Kolbenstange 40 und Kolbenteil 22. Das erste Kolbenteil 22 weist drei Abstufungen 39,38,23 auf. Die Abstufung 39 ist mit parallel zur Kolbenstange angeordneten Schlitzen 42 versehen und weist auf ihrem Umfang Gewinde auf.
Auf die mit Gewinde versehene Abstufung 39 des ersten Kolbenteils 22 ist ein mit einer in axialer Richtung verlaufenden Ausnehmung 34 versehenes zweites Kolbenteil 35 aufgeschraubt. Das zweite Kolbenteil 35 weist zwei Abstufungen 36 und 37 auf, die so zu den Abstufungen 38 und 23 des ersten Kolbenteils 22 angeordnet sind, daß sie zusammen mit diesem sowie mit einem Distanzring 20 zwei Ringnute 22,23,20 und 20,36, 35 zur Aufnahme von zwei Dichtringen 24 und 27 bilden.
Auf dem Umfang der Abstufung 39 des ersten Kolbenteils 22 ist ein federnder Vorsprung 30 vorgesehen, welcher mit einer im zweiten Kolbenteil 35 angeordneten Ausnehmung 29 eine Schnappverbindung eingeht. Eine das zweite Kolbenteil 35 in radialer Richtung durchdringende Bohrung 43 führt zur Ausnehmung 29. Zwecks Demontage des zweiten Kolbenteiles 35 vom ersten Kolbenteil 22 wird ein Stift in die Bohrung 43 eingeführt und der federnde Vorsprung 30 aus der Ausnehmung 29 herausgedrückt.
An der dem ersten Kolbenteil 22 abgewandten Seite des zweiten Kolbenteils 35 sind zwei umlaufende Dichtlippen 31 angeformt, derart, daß sie an der Kolbenstange 40 zur Anlage kommen.
Der Distanzring 20 weist an seinen den beiden sich gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Kolbenteile 22 und 35 zugewandten Flächen wenigstens je einen Vorsprung 25 bzw. 28 auf. Die Vorsprünge 25 und 28 sind als Dichtwülste ausgebildet und dichten auf den Stirnflächen 25a und 28a ab.

Claims

PatentansprUche 1. Kolben mit Kolbenstange, insbesondere für Arbeitszylinder, welcher die folgenden Merkmale aufweist: a) Der Kolben weist eine in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung auf, deren Querschnitt dem Querschnitt der Kolbenstange entspricht; b) in der Ausnehmung ist wenigstens eine Erhöhung bzw. Vertiefung vorgesehen, welche mit einer auf dem Umfang der Kolbenstange angeordneten, entsprechend ausgebildeten Vertiefung bzw. Erhöhung nach Art einer Schnappverbindung zusammenwirkt; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: c) der Kolben ist in ein erstes Kolbenteil (2) und ein zweites Kolbenteil (6) unterteilt; d) das erste Kolbenteil (2) weist wenigstens eine Abstufung auf, welche mit wenigstens einem parallel zur Kolbenstange (17) verlaufenden Schlitz (9) versehen ist; e) das zweite Kolbenteil (6) weist eine in axialer Richtung verlaufende Ausnehmung auf, deren Durchmesser dem Durchmesser einer Abstufung des ersten Kolbenteils (2) entspricht; f) die Abstufung des ersten Kolbenteils (2) und das zweite Kolbenteil (6) besitzen so ausgebildete Haltemittel zur kraftschlüssigen Verbindung des ersten Kolbenteils (2) mit dem zweiten Kolben- teil (6), daß das zweite Kolbenteil (6) die Abstufung des ersten Kolbenteils (2) nach Art eines Sicherungsringes umgibt.
2. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Kolbenteil (2) und das zweite Kolbenteil (6) derart ausgebildet und derart zueinander angeordnet sind, daß zwischen den beiden Kolbenteilen (2,6 ) wenigstens eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines Dichtringes gebildet wird.
3. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abstufung des ersten Kolbenteils (2) ein Außengewinde und das zweite Kolbenteil (6) ein Innengewinde aufweist, mittels welchen die beiden Kolbenteile (2,6) miteinander verschraubbar sind.
4. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das auf einer Abstufung des ersten Kolbenteils (2) vorgesehene Außengewinde auf dem geschlitzten Teil der Abstufung angeordnet ist.
5. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgende Merkmale: a) Das erste Kolbenteil (2) weist eine erste Abstufung (12), eine zweite Abstufung (14) und eine dritte Abstufung (15) auf; b) die erste Abstufung (12) ist als Träger fUr das zweite Kolbenteil (6) ausgebildet; c) die erste Abstufung (12) dient als Nutgrund für eine Nut zur Aufnahme eines ersten Dichtringes (13); d) die dritte Abstufung (15) dient als Nutgrund für eine Nut zur Aufnahme eines zweiten Dichtringes (3); e) die dritte Abstufung (15) wird von den einander zugewandten, als Nutflanken dienenden Stirnflächen der beiden Kolbenteile (2,6) begrenzt; f) der als Nutgrund dienende Bereich der ersten Abstufung (12) wird von einer im zweiten Kolbenteil (6) vorgesehenen, als Nutflanke dienenden Abstufung (7) begrenzt.
6. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) das erste Kolbenteil (22) weist drei Abstufungen (39,38,23) auf; b) das zweite Kolbenteil (35) weist zwei Abstufungen (37,36) auf; c) die beiden Kolbenteile (22,35) sind klappsymmetrisch zueinander angeordnet; d) die Abstufung (38) des ersten Kolbenteils (22) und die Abstufung (37) des zweiten Kolbenteils (35) bilden eine Nut zur Aufnahme eines Distanzringes (20); e) die Abstufung (38) und die dem Distanzring (20) zugewandte Stirnfläche des ersten Kolbenteils (22) bilden zusammen mit dem Distanzring (20) eine erste Nut zur Aufnahme eines Dichtringes; f) die Abstufung (37) und die dem Distanzring (20) zugewandte Stirnfläche des zweiten Kolbenteils (35) bilden zusammen mit dem Distanzring (20) eine zweite Nut zur Aufnahme eines Dichtringes.
7. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einer Stirnseite des Kolbens (2p) ein als Anschlag (1) dienender ringförmiger Vorsprung vorgesehen ist.
8. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß an der Ausnehmung des zweiten Kolbenteils, welche zur Aufnahme eines abgestuften Teiles des ersten Kolbenteils dient, ein Dichtelement angeformt ist, welches an einer Abstufung des ersten Kolbenteils zur Anlage kommt.
9. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: a) Auf dem Umfang einer Abstufung (39) des ersten Kolbenteils (22) ist ein federnd ausgebildeter Vorsprung (30) vorgesehen; b) in der Ausnehmung (34) des zweiten Kolbenteils (35), welche zur Aufnahme einer Abstufung (39) des ersten Kolbenteils (22) dient, ist eine Ausnehmung (29) vorgesehen; c) der Vorsprung (30) und die Ausnehmung (29) sind so ausgebildet und so zueinander angeordnet, daß sie eine Schnappverbindung eingehen, wenn das zweite Kolbenteil (35) auf die Abstufung (39) des ersten Kolbenteils (22) aufgeschraubt ist.
10. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ausnehmung (29) eine Bohrung (43) zur Mantelfläche des zweiten Kolbenteils (35) fUhrt.
11. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ausnehmung (29) eine Bohrung ( 43) zur Mantelfläche einer Abstufung des zweiten Kolbenteils (35) fUhrt.
12. Kolben mit Kolbentange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den einander zugewandten Stirnflächen der bilden Kolbenteile (2,6) wenigstens ein Vorsprung (5) bzw, eine entsprechende Vertiefung (4) vorgesehen ist, welche bei Verschrauben der beiden Kolbenteile (2,6) miteinander in Eingriff bringbar sind.
13. Kolben mit Kolbenstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Flächen des Distanzringes (20), welche an den einander zugewandten Stirnflächen der beiden Kolbenteile (22,35) zur Anlage kommen, wenigstens je ein Vorsprung (25,28) bzw. eine Vertiefung vorgesehen ist, der durch Pressung am jeweiligen Kolbenteil abdichtet.