DE29922530U1

DE29922530U1 - Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit

Info

Publication number: DE29922530U1
Application number: DE29922530U
Authority: DE
Original assignee: Claas Industrietechnik GmbH
Current assignee: Claas Industrietechnik GmbH
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2000-04-20
Anticipated expiration: 2009-12-22

Description

Harsewinkel, 17. Dezember 1999 Pat. 6260 CP

Anmelderin:

CLAAS Industrietechnik GmbH
Halberstädter Straße 15-19
D-33106 Faderborn

Vertreter:

Thomas Weeg Rechtsanwalt

c/o CLAAS KGaA

Zentrales Patentwesen Münsterstraße 33 D-33428 Harsewinkel Beschreibung

Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit

Die Erfindung bezieht sich auf eine einfachwirkende Kolbenzylindereinheit, die vorzugsweise als ein als Hydraulikzylinder ausgelegter Zugzylinder gestaltet ist, und die mit einem in einem Zylinder verfahrbaren, auf ein Ende einer Kolbenstange fest aufgesetzten Kolben ausgestattet ist, und bei der die Wandung des Zylinders mit wenigstens einer Entlüftungsöffnung versehen ist.

Die in Frage kommende einfachwirkende Kolbenzylindereinheit ist im aligemeinen ein Differentialzylinder, bei dem nur die Seite des Kolbens mit dem Medium beaufschlagt wird, die der

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Kolbenstange zugeordnet* ist. Im Idealfall wird die der Kolbenstange abgewandte Seite, die sogenannte Kolbenseite mittels einer Leitung direkt mit dem Vorratstank verbunden und ist somit sicher gegen Umgebungseinflüsse, beispielsweise Feuchtigkeit, Staub und dergleichen geschützt.

Im praktischen Einsatz wird aber häufig aus Kostengründen auf diese zum Vorratstank führende Leitung verzichtet. Der Zylinder ist dann mit der Entlüftungsöffnung versehen, die so angeordnet ist, dass die Kolbenseite der Kolbenzylindereinheit mit der Atmosphäre verbunden ist. Es ist jedoch notwendig, die Kolbenzylindereinheit gegen Korrosion und/oder Schmutz bzw. Staub zu schützen. Es ist deshalb bekannt, dass die Entlüftungsöffnung so angebracht wird, dass sie von dem vollständig eingefahrenen Kolben überdeckt wird. Außerdem ist es bekannt, dass die Entlüftungsöffnung an eine verdeckte Stelle gesetzt wird, z. B. in einem zugehörigen Gelenklager. Ferner ist es bekannt, dass in die Entlüftungsöffnung ein Filter eingesetzt wird. Dadurch wird jedoch kein Korrosionsschutz erreicht.

Gemäß einer anderen Lösung wird der Kolben der Kolbenzylindereinheit mit einem Filzring als Korrosionsschutz ausgestattet, der mit einem Schmierfett getränkt ist. Um den Korrosionsschutz noch weiter zu erhöhen, sind auch Kombinationen der vorstehend genannten Möglichkeiten üblich. Keine der vorstehend genannten Ausführungen, auch in einer Kombination schützen die Kolbenzylindereinheit ausreichend gegen Korrosionen und Schmutz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfachwirkende Kolbenzylindereinheit der eingangs näher beschriebenen Art in einfachster Weise so zu gestalten, dass ein Eindringen von Fremdstoffen, wie zum Beispiel Schmutz und Feuchtigkeit von außen durch die Entlüftungsöffnung wirksam verhindert wird.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem der Entlüftungsöffnung an der dem Zylinderinnenraum abgewandten Seite ein durch einen Kraftspeicher belastetes Schließelement derart zugeordnet ist, dass zumindest beim erstmaligen Einfahren des Kolbens in den Zylinder die verdrängte Luft vollständig oder eine vorbestimmte Luftmenge aus dem Zylinder ableitbar ist.

Es ist nunmehr möglich, dass beim erstmaligen Einfahren des Kolbens in den Zylinder die verdrängte Luft auf der Kolbenseite vollständig entweichen kann oder dass durch eine entspre-

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chende konstruktive Auslegung eine Restmenge im Zylinder verbleibt. Im weiteren Betrieb wird die Entlüftungsöffnung durch das belastete Schließelement verschlossen, so dass der Zylinderinnenraum hermetisch gegen die Umgebung abgeschirmt ist. Es kann dann in den Zylinderinnenraum kein Schmutz und keine Feuchtigkeit eindringen. Beim Ausfahren der Kolbenstange entsteht auf der Kolbenseite der Kolbenzylindereinheit ein hoher Unterdruck. Die in Frage kommende Kolbenzylindereinheit darf deshalb nur für solche Einsatzfälle verwendet werden, bei denen eine Mindestzugkraft zur Verfügung steht. Da die maximal mögliche Druckdifferenz innerhalb des Zylinders nur 1 bar betragen kann (Vakuum), ergibt sich jedoch eine relativ kleine resultierende Zugkraft, die sich in den meisten Fällen deshalb nicht mehr auswirkt.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Zylinder der Kolbenzylindereinheit an der dem freien Ende der Kolbenstange abgewandten Seite, der sogenannten Kolbenseite, eine ein Totvolumen bildende Druckkammer aufweist. Diese Druckkammer ist dann notwendig, wenn die Kolbenzylindereinheit für solche Anwendungsfälle verwendet wird, bei denen die äußeren Kräfte nicht ausreichen, um das Herausziehen der Kolbenstange aus dem Zylinder hinreichend sicherzustellen ist. Die Druckkammer muss für solche Fälle jedoch eine ausreichende Größe haben. Außerdem muss das Schließelement mit einer definierten Schließkraft beaufschlagt werden, so dass dieses im weiteren Betrieb nicht aus der Schließstellung herausgedrückt wird. Eine konstruktiv einfache Lösung ergibt sich, wenn die Druckkammer an der Innenseite des den Zylinder der Kolbenzylindereinheit verschließenden Deckels liegt. Die Druckkammer liegt bei dieser Ausführung an der der Kolbenstange abgewandten Seite. Sofern die Kolbenstange gegenüber der der Druckkammer zugewandten Fläche des Kolbens vorsteht, wird die Druckkammer ein Ringraum. Eine besonders gute Schließ wirkung für das Schließelement wird erreicht, wenn die Entlüftungsöffnung sich zur Außenfläche des Zylinders vergrößert und im mittleren Bereich eine konische Dichtfläche aufweist, gegen die das Schließelement mittels des von außen wirkenden Kraftspeichers gedrückt ist. Das Schließelement ist in bevorzugter Ausführung eine Kugel und der Kraftspeicher eine Druckfeder. Die Kugel und die Druckfeder sind in einer konzentrisch zur Entlüftungsöffnung stehenden Hülse angeordnet, die fest mit dem Zylinder verbunden ist. Diese Hülse ist mit einer Gewindebohrung versehen, in die ein Gewindestück eingedreht ist, welches an der der Entlüftungsöffnung zugewandten Seite mit einem Führungsansatz für die Druckfeder versehen ist. Außerdem ist das Gewindestück mit einer Bohrung versehen, damit zumindest beim erstmaligen Einfahren des Kolbens in den

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Zylinder die Luft entweichen kann, wenn sich das Schließelement in einer Offenstellung befindet. Bei diesen Ausführungen ist die Entlüftungsöffnung in der Wandung des Zylinders vorgesehen und liegt so in dem der Kolbenstange abgewandten Endbereich. Das Entlüftungsventil kann sich auch im Kolbendeckel befinden.

Gemäß einer anderen Ausführung ist es jedoch auch möglich, dass sich die Entlüftungsöffnung in Längsrichtung des Zylinders erstreckt. Sie liegt dann in dem der Kolbenstange abgewandten Deckel und kann sich gegebenenfalls bis in ein Anschlussteil für die Kolbenzylindereinheit erstrecken.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Kolbenzylindereinheit im Längsschnitt und mit

eingefahrenem Kolben, jedoch in vereinfachter Darstellung und

Fig. 2 eine Einzelheit II in der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, den Bereich

der Entlüftungsöffnung zeigend.

Die in der Fig. 1 dargestellte Kolbenzylindereinheit 1 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 2, einem darin schließend, jedoch verfahrbar eingesetzten Kolben 3 und einer Kolbenstange 4, auf die an einem Ende der Kolben 3 fest aufgesetzt ist. Das andere Ende der Kolbenstange 4 steht gegenüber einem den Zylinder 2 verschließenden, mit einer Bohrung versehenen Führungsdeckel 5 verschlossen. Das gegenüberliegende Ende ist ebenfalls durch einen Deckel 6 verschlossen. An das freie Ende, dem Kolben 3, abgewandt liegende Ende der Kolbenstange 4 kann ein Zugkräfte aufbringendes Bauteil in nicht näher erläuterter Weise angeschlossen werden. Der die Kolbenstange 4 führende Führungsdeckel 5 ist außerdem mit einem winkelförmigen Kanal 7 ausgestattet, um einen nicht dargestellten Anschluss für eine Leitung aufzunehmen. Durch den winkelförmigen Kanal 7 strömt dann das Öl, wenn der Kolben 3 ein- oder ausgefahren wird.

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Entlüftungsöffnung 8 erweitert sich zum äußeren Umfang des Zylinders 2. Der Übergangsbereich ist konisch ausgebildet. Der dem Zylinderinnenraum zugewandt liegende Bereich der Entlüftungsöffnung 8 wird durch ein Schließelement zum Beispiel in Form einer Kugel 9 verschlossen. Auf diese Kugel 9 wirkt von außen ein Kraftspeicher in Form einer Druckfeder 10. Die Kugel 9 und die Druckfeder 10 sind in eine Hülse 11 eingesetzt, die außen an dem Zylinder 2 festgelegt ist. Die Hülse 10 trägt an dem dem Zylinder 2 abgewandten Bereich eine Innengewindebohrung, so dass ein Gewindestück 12 darin einschraubbar ist. Das Gewindestück 12 ist an der dem Zylinder 2 zugewandten Seite mit einem Führungsansatz für die Druckfeder 10 versehen. Außerdem ist das Gewindestück 12 mit einer zentrischen Bohrung 13 ausgestattet. Um das Gewindestück 12 in die Hülse 11 hineinzudrehen beziehungsweise herauszudrehen ist der gegenüber der Hülse 11 vorstehende Bereich als Sechskant ausgebildet.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist der Deckel 6 an der inneren Seite mit einer Druckkammer 14 ausgestattet, in die im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der gegenüber dem Kolben 3 vorstehende Endbereich der Kolbenstange 4 hineinragt. Der Kolben 3 ist außerdem mit einem Dichtring 15 ausgestattet. Entgegen den Darstellungen nach den Fig. 1 und 2 könnte die Entlüftungsöffnung 8 auch im Deckel 6 vorgesehen werden. Gegebenenfalls, würde sie sich dann auch noch durch ein Anschlussteil 16 hindurch erstrecken. Das freie Ende der Entlüftungsöffnung würde dann wiederum durch das Schließelement bzw. durch die Kugel 9 verschlossen sein.

Beim erstmaligen Einfahren des Kolbens 3 in den Zylinder 2 baut sich zunächst an der Kolbenseite des Kolbens 3 ein Druck auf. Sobald dieser eine bestimmte Höhe erreicht hat, wird die Kugel 9 entgegen der Wirkung der Druckfeder 10 bewegt, so dass die Luft durch die Entlüftungsöffnung 8 ausströmen kann. Sobald der Kolben 3 seine Endstellung erreicht hat, wird die Entlüftungsöffnung 8 verschlossen. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel verbleibt jedoch eine gewisse Menge innerhalb der Druckkammer 14. Der Druck innerhalb der Druckkammer 14 richtet sich nach der von der Druckfeder 10 aufgebrachten Schließkraft. Sobald Zugkräfte auf die Kolbenstange 4 wirken, wird das Ausfahren des Kolbens 3 begünstigt.

Bezugszeichenliste

1	Kolbenzylindereinheit
2	Zylinder
3	Kolben
4	Kolbenstange
5	Führungsdeckel
6	Deckel
7	winkelförmiger Kanal
8	Entlüftungsöffnung
9	Kugel
10	Druckfeder
11	Hülse
12	Gewindestück
13	Bohrung
14	Druckkammer
15	Dichtring
16	Anschlussteil

Claims

1. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit, die vorzugsweise als ein als Hydraulikzylinder ausgelegter Zugzylinder gestaltet ist, und die mit einem in einem Zylinder verfahrbaren, auf ein Ende einer Kolbenstange fest aufgesetzten Kolben ausgestattet ist, und bei der die Wandung des Zylinders mit wenigstens einer Entlüftungsöffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Entlüftungsöffnung (8) ein an der dem Zylinderinnenraum abgewandten Seite durch einen Kraftspeicher (10) belastetes Schließelement (9) derart zugeordnet ist, dass zumindest beim erstmaligen Einfahren des Kolbens (3) in den Zylinder (2) die verdrängte Luft vollständig oder dass eine vorbestimmte Luftmenge aus dem Zylinder (2) ableitbar ist.

2. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (2) an der dem freien Ende der Kolbenstange (3) abgewandten Seite eine ein Totvolumen bildende Druckkammer (14) aufweist.

3. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (14) an der Innenseite eines den Zylinder (2) der Kolbenzylindereinheit (1) verschließenden Deckels (6) liegt.

4. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (8) sich zur Außenfläche des Zylinders (2) vergrößert und im mittleren Übergangsbereich eine konische Dichtfläche aufweist, gegen die das Schließelement (9) mittels des von außen wirkenden Kraftspeichers (10) gedrückt ist.

5. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement eine Kugel (9), ein Kegel oder eine Platte und der Druckspeicher eine Druckfeder (10) oder ein elastischer Werkstoff ist.

6. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (9) und die Druckfeder (10) innerhalb einer Hülse (11) angeordnet sind, die fest an der Kolbenzylindereinheit (1) angesetzt ist.

7. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) mit einem Innengewinde versehen ist und dass in die Hülse (11) ein Gewindestück (12) eingedreht ist, welches an der der Kugel (9) zugewandten Seite mit einem Führungsansatz für die Druckfeder (10) versehen ist.

8. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindestück (12) mit einer Bohrung (13) ausgestattet ist.

9. Einfachwirkende Kolbenzylindereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung (8) sich in Längsrichtung der Kolbenzylindereinheit (1) erstreckt und im Deckel (6) angeordnet ist und sich gegebenenfalls durch ein Anschlussteil (16) hindurch erstreckt.