Druckmittelzylinder mit einem endseitig verschlossenen, längsgeschlitzten Zylinderrohr

Abstract

 Bei einem Druckmittelzylinder mit einem endseitig verschlossenen, längsgeschlitzten Zylinderrohr (13,24), in dem ein abgedichteter Kolben längsverschieblich geführt ist, und mit einem vom Kolben getragenen, durch den Längsschlitz (16) nach außen ragenden Mitnehmerglied (19) ist ein spezielles Dichtband (28) zur beidseitigen Abdichtung des Längsschlitzes (16) vorgesehen. Das Dichtband (28) ist im Bereich des Längsschlitzes (16) an der einen Seite (25) des Längsschlitzes (16) befestigt. Das Mitnehmerglied (19) ist dabei so angeordnet, daß es zwischen der anderen Seite (31) des Längsschlitzes (16) und dem Dichtband (28) bewegbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Druckmittelzylinder mit einem endseitig verschlossenen, längsgeschlitzten Zylinderrohr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein derartiger sogenannter kolbenstangenloser Zylinder ist aus der EP-A 1-0069199 vorbekannt. Um zu verhindern, daß das Dichtband insbesondere im drucklosen Zustand in den Druckraum des Zylinders durchhängt, ist bei dieser bekannten Einrichtung zusätzlich zu dem Dichtband ein außen auf dem Zylinderrohr angeordnetes Abdeckband vorgesehen, das mit dem Dichtband in Eingriff bringbar ist. Beidseits des Kolbens ragt ein stegförmiger Fortsatz des Dichtbandes in eine entsprechende Nut des Abdeckbandes, wobei der Fortsatz und die Nut eine Klemmverbindung bilden. Im Bereich des Kolbens sind das Dichtband und das Abdeckband voneinander getrennt, wobei das Dichtband unterhalb und das Abdeckband oberhalb eines einen Teil eines Mitnehmergliedes bildenden Kraftübertragungselementes geführt sind. Um eine einwandfreie, abdichtende und lösbare Verbindung zwischen dem Dichtband und dem Abdeckband gewährleisten zu können, bedarf es einer vergleichsweise aufwendigen Konstruktion des Mitnehmergliedes und der beiden Bänder. Das ständige Lösen und Schließen der Klemmverbindung erfolgt zudem unter einem unerwünschten Verschleiß des Materials.

[0003] Durch die DD-Patentschrift 83 708 ist ein kolbenstangenloser Zylinder bekannt, bei dem statt des Dichtbandes eine elastische Auskleidung des Zylinderrohres vorgesehen ist, die im Bereich des Längsschlitzes des Zylinderrohres so geschlitzt ist, daß sich die Enden der Auskleidungsschicht dichtend überlappen. Das mit dem Kolben verbundene Mitnehmerglied wird in nicht-radialer Richtung durch den Schlitz der elastischen Auskleidung und anschließend durch den Längsschlitz des Zylinderrohres geführt. Die elastische Auskleidung, die sinngemäß ein Innenrohr im Zylinderrohr bildet, ist nicht ohne weiteres so genau anzuordnen und auszurichten, daß der Schlitz der Auskleidung, der Längsschlitz des Zylinderrohres und das Mitnehmerglied bezüglich Verschleiß und Dichtigkeit günstig zueinander angeordnet sind. Ferner ist für eine ausreichende Abdichtung auch bei relativ langen Zylindern eine axiale Vorspannung des Innenrohres im Bereich des Schlitzes erforderlich.

[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Druckmittelzylinder der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auf einfache Weise eine weitgehend verschleißfreie und einfach herzustellende bzw. zu montierende Abdichtung des Zylinders und Führung des Mitnehmergliedes ermöglicht wird.

[0005] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0006] Die Erfindung weist den Vorteil auf, daß zur sicheren Abdichtung des Längsschlitzes ein einfach montierbares und problemlos, z.B. aus Kunststoff zu fertigendes Dichtband verwendet werden kann. Durch das Abheben des Dichtbandes an nur einer Seite des Längsschlitzes kann das Mitnehmerglied einfach geführt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß für verschiedene Zylinder mit unterschiedlichen Durchmessern das gleiche Dichtband verwendbar ist. Es ist zudem möglich, das Dichtband und gegebenenfalls das Zwischenstück aus einem Stahlband zu fertigen, das eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Wenn das Dichtband durchgehend oder doch wenigstens in vergleichsweise kurzen Abständen mehrfach am Zylinderrohr befestigt ist, wird z.B. bei einer unerwünschten Durchbiegung des Zylinders keine Summierung der Längenänderungen des Dichtbandes auftreten.

[0007] Die Erfindung wird anhand von mehreren Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Die Figuren 1, 2 und 3 zeigen je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0008] In Fig. 1 ist ein Teil eines Druckmittelzylinders mit einem endseitig verschlossenen, längsgeschlitzten Zylinderrohr 1 dargestellt, in dem ein nicht dargestellter abgedichteter Kolben längsverschieblich geführt ist, der ein durch den Längsschlitz 11 nach außen ragendes Mitnehmerglied trägt. Der von den Kanten 9 und 12 des Zylinderrohrs 1 gebildete Längsschlitz 11 des Zylinderrohrs 1 ist durch ein im Zylinderrohr 1 angeordnetes und den Längsschlitz 11 beidseitig des Kolbens überdeckendes biegbares Dichtband 4 abgedichtet. Auf der einen Seite 9 des Längsschlitzes 11 ist auf der Außenfläche des Zylinderrohrs 1 ein mit der Kante des Zylinderrohrs bündig abschließendes Befestigungselement 7 befestigt. Die symbolisch dargestellte Befestigung 8 dieses Befestigungselementes 7 kann z.B. mittels einer Schraube, einer Klebeverbindung oder eines Reibschlusses realisiert sein.

[0009] Unterhalb des Längsschlitzes 11 im Inneren des Zylinderrohrs 1 befindet sich das Dichtband 4, dessen flexible Enden 3 und 5 an den gegenüberliegenden Flächen 2 und 6 der Innenwand des Zylinderrohrs 1 dichtend anliegen. Im normalen Betrieb ist der Zylinderraum unterhalb des Dichtbandes 4 mit Druck beaufschlagt, so daß das Dichtband unter dem Einfluß des Druckmittels im Zylinderraum gegen die Innenwand des Zylinderrohrs 1 gedrückt wird.

[0010] Um die Dichtkraft zu erhöhen und um zu verhindern, daß sich das Dichtband 4 im drucklosen Zustand des darunter befindlichen Zylinderraumes von dem Zylinderrohr 1 löst, ist das Dichtband 4 mittels eines Zwischenstückes 10 mit dem Befestigungselement 7 verbunden.

[0011] Das Zwischenstück 10 greift in der Mitte oder in etwa in der Mitte des Dichtbandes 4 an. Die drei Elemente 4, 10 und 7 sind jeweils als lange Bänder ausgebildet, die ein einstückiges Teil bilden. Das Zwischenstück 10 ist S-förmig und so vorgespannt ausgebildet, daß das Befestigungselement 7 und das Dichtband 4 die Seite 9 des Zylinderrohrs 1 nach Art einer federnden Klemme umfassen. Aus diesem Grunde ist es u. U. nicht erforderlich, daß Befestigungselement 7 unlösbar mit dem Zylinderrohr 1 zu befestigen.

[0012] Die zum Inneren des Zylinderraums weisende Kontur des Dichtbandes 4 ist so ausgebildet, daß der Lauf und die Dichtwirkung des nicht dargestellten Kolbens nicht wesentlich beeinträchtigt werden. Als Werkstoff für die Elemente 4,10 und 7 kann z.B. vorteilhaft Kunststoff dienen, wobei das Zwischenstück 10 elastisch ausgebildet und vorgespannt ist. Es ist auch möglich, die zum Zylinderraum weisende Oberfläche des biegbaren, z.B. aus einem nicht metallischen Werkstoff bestehenden Dichtbandes 4 mit einer verschleißfreien metallischen, insbesondere federnden Schicht zu versehen. Hierzu kann das Dichtband 4 z.B. vorteilhaft mit einer dünnen Schicht aus federndem Stahl überzogen sein. Es ist auch möglich, alle Teile der Dichteinrichtung 4,10 und 7 aus Stahlbändern herzustellen.

[0013] Das Befestigungselement 7 schließt mit der Vorderkante 9 des Zylinderrohrs 1 bündig ab. Es ist aber auch möglich, das Befestigungselement 7 an anderer Stelle des Zylinderrohrs 1, z.B. innerhalb des Längsschlitzes 11 zu befestigen. Bei einer vereinfachten Ausführungsform können das Befestigungselement 7 und das Zwischenstück 10 weggelassen werden und das Dichtband 4 mit einem seiner Endbereiche, z.B. dem Ende 5 am Zylinderrohr 1 befestigt werden. Hier bietet sich z.B. eine Klebeverbindung an.

[0014] Während in Fig. 1 ein Schnitt durch einen abgedichteten Teil des Zylinders zeigt, ist in Fig.2 ein Schnitt durch das mit dem nicht dargestellten Kolben verbundene Mitnehmerglied 19 dargestellt. Der in Fig. 2 dargestellte Zylinder weist bezüglich der Dichteinrichtung für den Längsschlitz 16 eine ähnliche Konstruktion auf wie der Zylinder nach Fig. 1. An dem in Fig. 2 dargestellten Teil des Zylinders ist ein Dichtband 28 für den Längsschlitz 16 vom Zylinderrohr 13,24 abgehoben, wobei das Mitnehmerglied 19 durch den Längsschlitz 16 geführt ist.

[0015] Der von den Kanten 31 und ²⁵ des Zylinderrohrs 13,24 gebildete Längsschlitz 16 des Zylinderrohrs 13,24 ist an den vor und hinter dem Mitnehmerglied 19 befindlichen Stellen durch das im Zylinderrohr 13,24 angeordnete und den Längsschlitz 16 beidseitig des Kolbens überdeckende biegbare Dichtband 28 abgedichtet. Auf der einen Seite 25 des Längsschlitzes 16 ist auf der Außenfläche des Zylinderrohrs 13,24 ein Befestigungselement 23 befestigt. Die symbolisch dargestellte Befestigung 22 dieses Befestigungselementes 23 kann z.B. mittels einer Schraube, einer Klebeverbindung oder eines Reibschlusses realisiert sein.

[0016] Unterhalb des Längsschlitzes 16 im Inneren des Zylinderrohrs 13,24 befindet sich das erwähnte Dichtband 28, dessen flexible Enden 27 und 29 bei abgedichtetem Längsschlitz 16 an entsprechenden Flächen der Innenwand des Zylinderrohrs 13,24 dichtend anliegen. Um die Dichtkraft des Dichtbandes 28 zu erhöhen und um zu verhindern, daß sich das Dichtband 28 im drucklosen Zustand des darunter befindlichen Zylinderraumes von dem Zylinderrohr 13,24 löst, ist das Dichtband 28 mittels eines Zwischenstückes 20 mit dem Befestigungselement 23 verbunden. Das Zwischenstück 20 greift in etwa in der Mitte des Dichtbandes 28 an. Die drei Elemente 23,20 und 28 können entsprechend den Elementen 7,10 und 4 der Dichteinrichtung gemäß Fig. 1 ausgebildet sein. Das Zwischenstück 20 ist S-förmig und so vorgespannt ausgebildet, daß das Befestigungselement 23 und das Dichtband 28 im abgedichteten Zustand des Längsschlitzes 16 die Seite 25 des Zylinderrohrs 13,24 nach Art einer federnden Klemme umfassen.

[0017] Gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Lage der Dichteinrichtung bei abgedichtetem Längsschlitz zeigt die Fig. 2 einen Zustand, in dem das Dichtband 28 mittels des Mitnehmergliedes 19 vom Zylinderrohr 13,24 abgehoben ist. Das Mitnehmerglied 19 ist am nicht dargestellten Kolben befestigt und überträgt die Bewegung des Kolbens und die vom Kolben ausgeübten Kräfte auf die ebenfalls nicht dargestellten anzutreibenden Teile. Das Mitnehmerglied 19 weist innerhalb des Zylinderrohrs 13,24 einen Knick auf, so daß es im Bereich des Längsschlitzes 16 radial nach außen geführt ist. Im Bereich des Knicks 30 liegt das Mitnehmerglied 19 an dem gegen die Federkraft des Zwischenstücks 20 vom Zylinderrohr 13,24 abgehobenen Teil 26 des Dichtbandes 28 bzw. des Zwischenstücks 20 an. Da sich die in Fig. 2 dargestellte Anordnung innerhalb des dargestellten Kolbens befindet und der Kolben zu beiden Seiten des Mitnehmergliedes 19 Dichtungen aufweist, geht durch die vom Mitnehmerglied 19 erzwungene Öffnung des Längsschlitzes 16 kein Druckmittel verloren.

[0018] Um das Dichtband 28 möglichst reibungsfrei mittels des Mitnehmergliedes 19 vom Zylinderrohr 13,24 abheben zu können, ist es vorteilhaft, die Außenfläche des Knicks 30 des Mitnehmergliedes 19 reibungsarm zu gestalten. Es ist auch möglich, dem Mitnehmerglied 19 ein spezielles Verdrängerelement vor- und nachzuschalten, so daß das Dichtband 28 vor und nach Erreichen des Mitnehmergliedes 19 auf einer Art Gleitkurve gleitet. Das Verdrängerelement kann insbesondere so ausgebildet sein, daß das Dichtband auf der Höhe des Mitnehmergliedes 19 im wesentlichen nur in tangentialer Richtung verformt und bewegt wird.

[0019] Das Zwischenstück 20 und das Dichtband 28 sind so ausgebildet und vorgespannt, daß die Enden 27 und 29 des Dichtbandes 28 im dargestellten Zustand weder an der Innenwand des Zylinderrohrs 24 noch an dem Mitnehmerglied 19 anliegen. Dies hat zur Folge, daß die erwähnten Enden 27 und 29 des Dichtbandes 28 keinem Verschleiß durch das Vorbeigleiten des Mitnehmergliedes 19 unterliegen. Um ausreichend Bewegungsraum für das vom Mitnehmerglied 19 verdrängte Zwischenstück 20 zu schaffen, ist der Längsschlitz 16 nach außen hin erweitert. Entsprechend sind die Kanten 15 und 21 des Längsschlitzes 16 abgeschrägt,

[0020] Im Anschluß an den Bereich 32 des Mitnehmergliedes 19 ist dieses zum Inneren des Zylinderrohres 13,24 hin in nicht dargestellter Weise abgehoben, um an dem nicht dargestellten Kolben befestigt werden zu können.

[0021] Um möglichst weitgehend zu vermeiden, daß in den Längsschlitz 16 Schmutz eindringen kann, ist ein weiteres Dichtband 17 vorgesehen, das mittels eines Befestigungsmittels 14 am Rand 31 des Längsschlitzes 16 befestigt ist. Das weitere Dichtband 17 ist so ausgebildet, daß es von dem Mitnehmerglied 19 vom Längsschlitz 16 so abgehoben werden kann, daß es nur mit seinem einen Ende 18 am Mitnehmerglied 19 anliegt.

[0022] Nach dem Vorbeigleiten des Mitnehmergliedes 19 bewegt sich das weitere Dichtband 17 aufgrund seiner Vorspannung auf das Zwischenstück 20 der eigentlichen Dichteinrichtung für den Längsschlitz 16 zu, bis es an dem Zwischenstück 20 anliegt.

[0023] In Fig. 3 ist eine besondere Ausführungsform der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung gezeigt. Gleiche Bezugszeichen in Fig. 3 und Fig. 2 bedeuten gleiche Bauelemente mit gleichen Funktionen. An dem Mitnehmerglied 19 ist eine Achse 34 befestigt, die ein auf der Achse 34 drehbar gelagertes Rad 35 trägt. Das Rad 35 ist so angeordnet und so bemessen, daß seine äußere Mantelfläche 33 mit dem Zwischenstück 20 in Berührung kommt und somit das Dichtband 28 soweit vom Zylinderrohr 13,24 abhebt, daß das Mitnehmerglied 19 berührungslos am Dichtband 28 und an dem Zwischenstück 20 vorbeigleiten kann. Auf diese Weise wird ein Verschleiß des Mitnehmergliedes 19 bzw. der Dichteinrichtung 20, 28 weitgehend vermieden.

Ansprüche

1. Druckmittelzylinder mit einem endseitig verschlossenen, längsgeschlitzten Zylinderrohr, in dem ein abgedichteter Kolben längsverschieblich geführt ist, der ein durch den Längsschlitz nach außen ragendes Mitnehmerglied trägt, wobei der Längsschlitz des Zylinderrohres durch ein im Zylinderrohr angeordnetes und den Längsschlitz beidseitig des Kolbens überdeckendes biegsames Dichtband abgedichtet ist,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) das Dichtband (4,28) ist im Bereich des Längsschlitzes (11,16) an der einen Seite (9,25) des Längsschlitzes (11,16) befestigt;

b) das Mitnehmerglied (19) ist so angeordnet und so ausgebildet, daß es zwischen der anderen Seite (12,31) des Längsschlitzes (11,16) und dem Dichtband (4,28) bewegbar ist.

2. Druckmittelzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtband (4,28) durchgehend an der einen Seite (9,25) des Längsschlitzes (11, 16) befestigt ist.

3. Druckmittelzylinder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) zum Befestigen des Dichtbandes (4,28) an der einen Seite (9,25) des Längsschlitzes (11, 16) ist ein Befestigungselement (7,23) vorgesehen, das am Zylinderrohr (1,13,24) befestigt ist;

b) zwischen dem Befestigungselement (7,23) und dem Dichtband (4,28) ist ein biegbares Zwischenstück (10,20) vorgesehen.

4. Druckmittelzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtband (4,28), das Mitnehmerglied (19) und das Zwischenstück (10,20) so ausgebildet sind, daß das Mitnehmerglied (19) nicht zur Anlage an den seitlichen Enden (3,5,27,29) des Dichtbandes (4,28) kommt.

5, Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (10,20) elastisch ausgebildet ist.

6. Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (10,20) so ausgebildet ist, daß das Dichtband (4,28) bei abgedichtetem Längsschlitz (11,16) unter Vorspannung an der Innenwand des Zylinderrohrs (1,13,24) anliegt.

7. Druckmittelzylinder nach Anspruch 3 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (10, 20) in der Mitte oder in etwa in der Mitte der dem Längsschlitz (11,16) zugewandten Seite des Dichtbandes (4,28) angreift.

8. Druckmittelzylinder nach Anspruch 3 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (7,23) auf der Außenfläche des Zylinderrohrs (1,13,24) im Bereich des Längsschlitzes (11,16) befestigt ist.

9. Druckmittelzylinder nach Anspruch 3 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (7, 23) als ein Längsstreifen ausgebildet ist, der mit der zugeordneten Kante (9,21) des Längsschlitzes (11,16) bündig abschließt.

10. Druckmittelzylinder nach Anspruch 3 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtband (4,28), das Zwischenstück (10,20) und das Befestigungselement (7,23) einstückig ausgebildet sind.

11. Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtband (4,28) aus einem nicht-metallischen Werkstoff besteht und auf seiner dem Kolben zugewandten Seite von einer elastischen Metallschicht bedeckt ist.

12. Druckmittelzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Metallschicht aus einem Federstahlband besteht.

13. Druckmittelzylinder nach Anspruch 3 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (10, 20) quer zur Längsachse des Zylinders einen S-förmigen Querschnitt aufweist.

14. Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerglied (19) so angeordnet und so ausgebildet ist, daß es den Längsschlitz (11,16) in nicht-radialer Richtung passiert.

15. Druckmittelzylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die andere Seite des Längsschlitzes so ausgebildet ist, daß die eine Wandung des Längsschlitzes bildende Fläche des Zylinderrohres quer zur Längsrichtung des Zylinders parallel oder in etwa parallel zum Mitnehmerglied (19) verläuft.

16. Druckmittelzylinder nach Anspruch 8 und gegebenenfalls wenigstens einem der Ansprüche 9 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (10,20) so ausgebildet ist, daß das Befestigungselement (7, 23) und das Dichtband (4,28) das Zylinderrohr (1, 13,24) im Bereich des Längsschlitzes (11,16) nach Art einer federnden Klemme, insbesondere beweglich gegenüber dem Zylinderrohr (1,13,24) umfassen.

17. Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) auf wenigstens einer Seite des Kolbens ist vor dem Mitnehmerglied (19) ein Verdrängerelement angeordnet, das zum Bewegen des Dichtbandes (4,28) oder eines Teiles des Dichtbandes (4,28) dient;

b) das Verdrängerelement ist so ausgebildet, daß das Dichtband (4,28) auf der Höhe des Mitnehmerglieds (19) im wesentlichen in tangentialer Richtung verformt und bewegt ist.

18. Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitnehmerglied (19) außermittig an dem Kolben angreift.

19. Druckmittelzylinder nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) das Mitnehmerglied (19) ist nicht-radial nach außen geführt;

b) das Mitnehmerglied (19) ist so ausgebildet, daß das außerhalb des Zylinderrohrs (13,24) befindliche Teil des Mitnehmergliedes (19) radial oder in etwa radial verläuft.

20. Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtband (4,28) an seinen seitlichen Enden (3,5,27,29) verjüngt ausgebildet ist.

21. Druckmittelzylinder nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) es ist eine am Mitnehmerglied (19) angeordnete Führungsrolle (35) vorgesehen, die auf dem Zwischenstück (20) abrollt und zum Niederdrücken des Dichtbandes (28) dient;

b) die Führungsrolle (25) ist so angeordnet und das Zwischenstück (20) ist so ausgebildet, daß das von der Führungsrolle (35) niedergedrückte Dichtband (28) nicht zur Anlage an dem Zylinderrohr (13,24) und dem Mitnehmerglied (19) kommt.

Zeichnung