Die Erfindung betrifft einen Hydrozylinder mit einem, in
einem Zylinderrohr abgedichtet axial geführten Kolben mit ein
seitig abgedichtet durch einen das Zylinderrohr abschließenden,
separaten Zylinderkopf aus dem Zylinder geführter Kolbenstange
und mit im Bereich von Zylinderkopf und Zylinderboden in den
Zylinderinnenraum einmündenden Hydraulikanschlüssen.
Derartige, auch als doppelt wirkende Kolbenstangenzylinder
bezeichnete Zylinder sind für verschiedenste Zwecke bekannt und
ermöglichen die Umwandlung von hydrostatischer Energie in mecha
nische Energie, wobei sich beliebig hohe Geschwindigkeitsunter
setzungen und große Hubkräfte erzielen lassen. Die Zylinderrohre
werden bei den bekannten Ausführungen im allgemeinen aus naht
losem Stahlrohr hergestellt, welches in der vom erforderlichen
Hub bestimmten Länge vorbereitet und dann mit geeigneten, als
Zylinderkopf einerseits und als Zylinderboden andererseits die
nenden Verschlußstücken versehen wird. Die Hydraulikanschlüsse
sind dabei in bzw. an diesen Verschlußstücken angebracht, welche
in vielen Fällen auch Steuerventile und dergleichen mitumfassen.
Nachteilig bei den genannten bekannten Ausführungen ist
insbesonders die Tatsache, daß eine Serienproduktion und hier
besonders von kleineren Einheiten kaum sinnvoll möglich ist, da
der genannte Aufbau der Zylinder eher auf eine variable Produkt
palette ausgerichtet ist. Weiters sind die genannten Ausführungen
aus den gleichen Gründen insbesonders wiederum bei kleineren
Hydrozylindern eher großvolumig und schwer, was den Einsatz für
verschiedene, an sich nur relativ kleine Betätigungskräfte er
fordernde Anwendungen - wie etwa zur Betätigung von Hilfsein
richtungen in Kraftfahrzeugen - sehr behindert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten
Nachteile der bekannten Ausführungen von Hydrozylindern zu ver
meiden und insbesonders eine Verbesserung derselben dahingehend
zu ermöglichen, daß auf einfache Weise eine kostengünstige
Serienfertigung sowie in Volumen und Gewicht möglichst kleine
Ausführung auch von derartigen Zylindern mit nur relativ kleinen
Betätigungskräften möglich wird.
Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das
Zylinderrohr als mit dem Zylinderboden einstückiges Gehäuse, z.B. aus
Leichtmetall, insbesonders aus Aluminium bzw. einer Aluminium-
Legierung, ausgeführt ist. Damit ist nun einerseits eine sehr
einfache und kostengünstige Serienherstellung möglich, wobei
das einstückige Gehäuse beispielsweise durch Schmieden oder
Gießen hergestellt werden kann. Da die Befestigung und Abdichtung
zwischen Zylinderrohr und Zylinderboden entfällt, kann auf
alle Fälle andererseits auch eine zumindest in diesem Bereich
kleiner bauende Ausführung realisiert werden, die weiters auch
im Hinblick auf den z.B. verwendeten Leichtmetall-Werkstoff
insgesamt geringeres Gewicht als die bekannten Ausführungen
hat. Das einstückige Zylindergehäuse kann aber auch aus Stahl,
Rotguß (Nichteisenmetall), Keramik oder Kunststoff hergestellt
werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten weiteren Ausgestaltung
der Erfindung ist vorgesehen, daß das einstückige Gehäuse unmit
telbar auch die Hydraulikanschlüsse aufweist, womit zusätzliche
Vorkehrungen bzw. Bearbeitungs- und Montageschritte überflüssig
werden und eine sehr kostengünstige Ausführung ermöglicht wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die
Hydraulikanschlüsse an der Außenseite des Gehäuses Gewindeboh
rungen für Anschlußnippel oder dergleichen auf, wobei diese
Gewindebohrungen in über die Gehäuseaußenwand vorragenden
Stutzenteilen angeordnet sind. Damit ist eine sehr einfache
Möglichkeit für die Anschlußleitungen zur Zuführung von Hydrau
likmedium zu den Hydraulikanschlüssen am einstückigen Gehäuse
gegeben, wobei durch die Anordnung von separaten Stutzenteilen
eine im übrigen Bereich des Gehäuses nicht unnötig vergrößerte
Wandstärke und damit ein geringes Gewicht der Gesamtanordnung
gewährleistet bleibt.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann in
diesem Zusammenhang vorgesehen sein, daß die Hydraulikanschlüsse
von beiden Zylinderenden nebeneinander, vorzugsweise im Bereich
eines Zylinderendes, am Gehäuse angeordnete Gewindebohrungen
aufweisen. Damit sind die eigentlichen Kopplungsstellen für den
Anschluß von Hydraulikleitungen am Hydrozylinder baulich eng
zusammengefaßt, was für viele Einbaubedingungen Vorteile gegen
über einer separaten Anordnung dieser Zuführungsanschlüsse
an beiden Zylinderenden mit sich bringt.
Im letztgenannten Zusammenhang ist eine weitere Ausgestal
tung der Erfindung von besonderem Vorteil, gemäß welcher eine
Verbindungsbohrung zwischen der Einmündung des Hydraulikan
schlusses und der Gewindebohrung in einer vorzugsweise achs
parallel an der Gehäuseaußenwand angebrachten wulstförmigen
Verdickung des Gehäuses verläuft. Damit sind keinerlei weitere
separate Verbindungsleitungen von den Gewindebohrungen aus zu
den Einmündungen der Hydraulikanschlüsse erforderlich, wobei
trotzdem durch die wulstförmige Verdickung des ansonsten nur
die notwendige Wandstärke aufweisenden Gehäuses das Gewicht der
Anordnung niedrig gehalten wird.
Für viele Anwendungsfälle erweist sich als zweckmäßig,
wenn - gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung - zumindest
eine der Gewindebohrungen am Gehäuse schräg zur Zylinderachse
verläuft, was bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ohne weitere
Schwierigkeiten vorgesehen werden kann.
Das einstückige Gehäuse kann gemäß einer anderen Weiter
bildung der Erfindung einen einstückig integrierten Befestigungs
flansch für die Festlegung des Hydrozylinders gegenüber der zu
betätigenden Einrichtung aufweisen. Da das Gehäuse des Hydrozy
linders bei der erfindungsgemäßen Ausbildung das Zylinderrohr
und den Zylinderboden einstückig zusammenfaßt ist die unmittel
bare Verwendung eines integrierten Teiles des Gehäuses zur Be
festigung des gesamten Hydrozylinders einfach und vorteilhaft
möglich, wobei die auftretenden Kräfte auf die Gesamtstruktur
des Gehäuses übertragen und aufgeteilt werden.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung kann das
einstückige Gehäuse an der Seite des Zylinderbodens einen la
schenartigen Fortsatz mit einer Querbohrung zur schwenkbaren
Aufhängung des Hydrozylinders aufweisen, was im Hinblick auf
die Befestigung und Krafteinleitung bzw. -aufteilung wiederum
die oben genannten Vorteile bringt, jedoch nun aber eine für
viele Anwendungsfälle erwünschte schwenkbare Aufhängung ergibt.
In diesem Zusammenhang kann nach einer weiteren Ausbildung der
Erfindung vorgesehen sein, daß der laschenartige Fortsatz senk
recht zur Achse der Querbohrung liegende Führungsflächen zur
seitlichen Führung des Hydrozylinders an seiner Aufhängung auf
weist, womit wiederum auf vorteilhafte Weise Gebrauch von der
einstückigen Zusammenfassung von Zylinderrohr und Zylinderboden
gemacht wird.
Das einstückige Gehäuse kann nach einer anderen Weiterbil
dung der Erfindung an der dem Zylinderboden abgewandten Seite
eine gegenüber dem Innendurchmesser des Zylinderrohres vergrößer
te zylindrische, nach außen offene Aufnehmung aufweisen, in
welcher der von der Kolbenstange durchsetzte Zylinderkopf als
Verschluß befestigt ist. Im Gegensatz zu den heutzutage bei den
eingangs angesprochenen bekannten Ausführungen üblichen außen
über den Rand des Zylinderrohres übergreifend ausgebildeten Zy
linderköpfen ist mit der genannten Ausgestaltung der Erfindung
erreicht, daß der Zylinder im Bereich des Zylinderkopfes an
seinem Außenumfang bis auf den erforderlichen Hydraulikanschluß
im wesentlichen unverändert bleiben kann.
Zur Befestigung des Zylinderkopfes in der zylindrischen
Ausnehmung kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung
ein in einer nach innen offenen Umfangsnut der Ausnehmung einge
setzter Federring, vorzugsweise ein Runddrahtring, am äußeren
Ende des Zylinderkopfes vorgesehen sein, was einfache Herstel
lungs- und Montagebedingungen ergibt. Der genannte Runddraht
ring hat beispielsweise gegenüber einem üblichen Seeger-Ring
den Vorteil, daß kein Spezialwerkzeug zum Einsetzen erforderlich
ist; derartige Runddrahtringe werden üblicherweise aus rohr
förmigen Magazingen einfach ausgeschoben und in die Position
gedrückt.
Bei einem Hydrozylinder der eingangs genannten Art, mit
jeweils in einer Erweiterung der Durchgangsbohrung im Zylinder
kopf angeordneter Führungsbuchse und Ringdichtung für die Kolben
stange, kann in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen
sein, daß die Erweiterung mit der Ringdichtung an der dem Kolben
zugewandten Innenseite des Hydrozylinders liegt und von einer
bei der Montage lose eingesetzten und an der Übergangsschulter
zum Innendurchmesser des Zylinderrohres abgestützten Ringscheibe
überdeckt ist, welche einen zylinderkopfseitigen Anschlag für
den Kolben bildet. Die innenliegende Ringdichtung ist durch die
Ringscheibe auf einfache Weise auch bei einem im Durchmesser des
jeweiligen Anschlagteiles unter Umständen kleineren Kolben vor
Beschädigung geschützt. Durch die außenliegende Führungsbuchse
ist insbesonders bei bis zum Anschlag ausgeschobenem Kolben eine
verbesserte seitliche Führung der Kolbenstange gegeben.
Nach einer bevorzugten weiteren Ausbildung der Erfindung
kann das Gehäuse am Außenumfang mit einem einstückig angeformten
Ansatz versehen sein, in dem ein im wesentlichen in Achsrichtung
des Zylinderrohres verlaufender Aufnahmekanal für einen berüh
rungslos vom Kolben beeinflußbaren Schaltkontakt, beispielsweise
einen Reed-Schalter, vorgesehen ist. Über einen derartigen
Schaltkontakt ist eine bestimmte Stellung des Kolbens bzw. der
Kolbenstange feststellbar, bei der beispielsweise eine Unter
brechung bzw. Umschaltung der Zufuhr von Hydraulikmedium erfol
gen soll.
Im letztgenannten Zusammenhang ist von besonderem Vorteil,
wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Schalt
kontakt in axialer Richtung im Aufnahmekanal verstellbar ist,
da dann auch noch bei der Montage bzw. Einstellung des Hydro
zylinders die genaue Lage des Schaltkontaktes einfach einge
stellt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt
einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten
Hydrozylinder, Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Hydrozylinders ebenfalls im Axialschnitt,
Fig. 3 zeigt eine Ansicht entlang des Pfeiles III in Fig. 2,
und Fig. 4 zeigt ein weiters Ausführungsbeispiel nach der Erfin
dung wiederum im Axialschnitt.
Der Hydrozylinder nach Fig. 1 weist einen, in einem Zylin
derrohr 1 abgedichtet axial geführten Kolben 2 mit einseitig
abgedichtet durch einen das Zylinderrohr 1 abschließenden, sepa
raten Zylinderkopf 3 herausgeführter Kolbenstange 4, sowie im
Bereich von Zylinderkopf 3 und Zylinderboden 5 in den Zylinder
innenraum 6 einmündende Hydraulikanschlüsse 7, 8 auf. Das Zylin
derrohr 1 ist als mit dem Zylinderboden 5 einstückiges Gehäuse
9 aus Leichtmetall, wie etwa Aluminium oder einer Aluminiumle
gierung, ausgeführt und weist unmittelbar auch die Hydraulikan
schlüsse 7, 8 auf, welche an der Außenseite des Gehäuses 9 Ge
windebohrungen 10, 11 für hier nicht dargestellte Anschlußnippel
oder dergleichen haben. Diese Gewindebohrungen 10, 11 sind in
über die Außenwand des Gehäuses 9 vorragenden Stutzenteilen
12, 13 angeordnet. Die Einmündung 14 des in der Darstellung lin
ken, zylinderkopfseitigen Hydraulikanschlusses in den Zylinder
innenraum 6 erfolgt unmittelbar in Achsrichtung der Gewindeboh
rung 10; die Einmündung 15 des in der Darstellung rechten,
zylinderbodenseitigen Hydraulikanschlusses 8 erfolgt über eine
abgewinkelte Bohrung in der Achse 16 des Zylinderrohres 1.
Das einstückige Gehäuse 9 weist an der Seite des Zylinder
bodens 5 einen laschenartigen Fortsatz 17 mit einer Querbohrung
18 zur schwenkbaren Aufhängung des Hydrozylinders auf, der - was
aber aus der Darstellung gemäß Fig. 1 nicht ersichtlich ist -
senkrecht zur Achse der Querbohrung 18 liegende Führungsflächen
zur seitlichen Führung des gesamten Hydrozylinders an seiner
Aufhängung hat.
Weiters weist das einstückige Gehäuse 9 an der dem Zylinder
boden 5 abgewandten Seite eine gegenüber dem Innendurchmesser
des Zylinderrohres 1 vergrößerte zylindrische, nach außen offene
Ausnehmung 19 auf, in welcher der von der Kolbenstange 4 durch
setzte Zylinderkopf 3 als Verschluß befestigt ist. Zur Befesti
gung dient dabei ein in einer nach innen offenen Umfangsnut 20
der Ausnehmung 19 eingesetzter Runddrahtring 21, der den Zylin
derkopf 3 an seiner dem Zylinderinnenraum 6 zugewandten Seite
in Anlage an einer bei der Montage lose eingesetzte und an der
Übergangsschulter 22 zum Innendurchmesser des Zylinderrohres 1
abgestützten Ringscheibe 23 hält. Zur Abdichtung des Zylinder
kopfes 3 gegenüber der Ausnehmung 19 ist eine O-Ringdichtung 24
in eine Umfangsnut des Zylinderkopfes 3 eingelegt.
In einer Erweiterung 25 der Durchgangsbohrung 26 für die
Kolbenstange 4 im Zylinderkopf 3 ist eine Ringdichtung 27 ange
ordnet, welche den Austritt von Hydraulikmedium an der sich be
wegenden Kolbenstange 4 verhindert. Zum Schutz dieser Ringdich
tung 27 gegen den im Durchmesser kleineren Kolben 2 dient die
Ringscheibe 23, welche gleichzeitig auch den zylinderkopfseitigen
Anschlag für den Kolben 2 bildet.
Am äußeren Ende der Durchgangsbohrung 26 im Zylinderkopf 3
ist eine Führungsbuchse 28 für die Kolbenstange 4 vorgesehen,
die zufolge ihrer Entfernung von der Ringscheibe 23 auch im
vollständig ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange 4 noch eine
gute Führung derselben sicherstellt.
Der Vollständigkeit halber sei hier noch darauf verwiesen,
daß der Kolben 2 im dargestellten Ausführungsbeispiel auf einem
Gewindezapfen 29 am Ende der Kolbenstange 4 aufgeschraubt ist
und in einer Umfangsnut 30 eine hier zweiteilige Dichtung 31
aufweist.
Der gesamte Hydrozylinder ist zufolge der beschriebenen
Ausführung einfach, kompakt und leicht ausgebildet und eignet
sich bestens für Serienfertigung insbesonders von in Volumen
und Leistung eher kleinen Einheiten.
Der Hydrozylinder gemäß Fig. 2 und 3 unterscheidet sich
von dem in Fig. 1 im wesentlichen nur durch einen geringeren
möglichen Hub sowie durch eine unterschiedliche Art der vorge
sehenen Befestigung des Hydrozylinders selbst sowie der beiden
Hydraulikanschlüsse 7, 8. Es ist nun hier ein einstückig im
Gehäuse 9 integrierter Befestigungsflansch 32 für die Festlegung
gegenüber der nicht dargestellten zu betätigenden Einrichtung
vorgesehen, welcher oval ausgebildet ist und zwei Gewindebohrun
gen 33 für entsprechende Schrauben aufweist. Die beiden Hydrau
likanschlüsse 7, 8 wiederum sind in den Stutzenteilen 12, 13
so angeordnet, daß die Achsen der Gewindebohrungen 10, 11 pa
rallel zur bzw. in Richtung der Achse 16 des Zylinderrohres 1
verlaufen, wobei die Einmündungen 14, 15 in den Zylinderinnen
raum 6 auf der einen Seite entsprechend abgewinkelt und auf der
anderen Seite wiederum in Richtung der Achse 16 verlaufen.
Die weiteren Merkmale des Hydrozylinders nach den Fig. 2
und 3 entsprechen völlig den bei der obigen Besprechung der
Fig. 1 ausgeführten - gleiche Teile sind mit gleichen Bezugs
zeichen versehen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist als einzig wesent
liche Änderung gegenüber dem nach Fig. 1 auf die andere Anord
nung der Hydraulikanschlüsse 7, 8 zu verweisen, die nun neben
einander im Bereich des zylinderkopfseitigen Zylinderendes ange
ordnete Gewindebohrungen 10, 11 aufweisen, wobei zwischen der
Gewindebohrung 11 des zylinderbodenseitigen Hydraulikanschlusses
8 und der zugehörigen Einmündung 15 in den Zylinderinnenraum 6
nun eine längere Verbindungsbohrung 34 vorgesehen ist, welche
in einer achsparallel an der Gehäuseaußenwand angebrachten wulst
förmigen Verdickung 35 des Gehäuses 9 verläuft. Der zylinderbo
denseitige Beginn dieser Verbindungsbohrung 34 sowie auch der
anschließenden Einmündung 15 ist durch eine eingepreßte Kugel 36
oder dergleichen abgeschlossen. Weiters ist hier noch darauf
hinzuweisen, daß beide Gewindebohrungen 10, 11 am Gehäuse 9
schräg zur Zylinderachse 16 verlaufen, was zusammen mit der
nebeneinanderliegenden Anordnung dieser Gewindebohrungen in ver
schiedenen Anwendungsfällen Vorteile gegenüber den anderen Aus
führungen bringt.
Der Vollständigkeit halber ist hier auch auf eine gelochte
Anschlußlasche 37 am aus dem Hydrozylinder herausstehenden Ende
der Kolbenstange 4 zu verweisen, die zum Anschluß an hier nicht
weiter dargestellte zu betätigende Anordnungen dient.
Auf der Unterseite der Darstellung nach Fig. 4 ist strich
liert noch ein am Gehäuse 9 einstückig angeformter Ansatz 38
angedeutet, in dem ein in Richtung der Achse 16 des Zylinder
rohres 1 verlaufender Aufnahmekanal 39 für einen berührungslos
vom Kolben 2 beeinflußbaren Schaltkontakt 40, der beispielsweise
als Reed-Schalter ausgeführt sein kann, vorgesehen ist. Dieser
Schaltkontakt 40 ist in axialer Richtung im Aufnahmekanal 39
verstellbar, sodaß verschiedene Schalt- bzw. Auslösebedingungen
einstellbar sind.
In den weiteren Merkmalen entspricht auch der Hydrozylinder
nach Fig. 4 vollständig den beiden vorher besprochenen Ausfüh
rungsformen, sodaß zur Vermeidung von Wiederholungen hier nur
auf die obigen Angaben verwiesen wird.