DE69631675T2

DE69631675T2 - Kolbenverriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69631675T2
Application number: DE69631675T
Authority: DE
Inventors: Sverker ARMÖ; Nils-Georg Lindström
Original assignee: Volvo Wheel Loaders AB
Current assignee: Volvo Wheel Loaders AB
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2016-12-03
Also published as: US6032569A; SE510123C2; WO1997021946A1; SE9504397D0; KR19990071964A; KR100455251B1; SE9504397L; EP0865584A1; ATE260429T1; EP0865584B1; DE69631675D1; AU1047397A; AU711325B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Kolben, einer Kolbenstange und einem Verriegelungsclip zum Verriegeln des Kolbens auf der Kolbenstange, beispielsweise für einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es gibt eine Anzahl bekannter Lösungen, wie ein Kolben auf einer Kolbenstange für einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder verriegelt werden kann.
Ein bekanntes Beispiel ist, wenn der Kolben auf das Ende der Kolbenstange aufgeschraubt wird, wonach ein Loch radial durch den Kolben und die Kolbenstange gebohrt wird. Anschließend wird eine Verriegelungseinrichtung in der Form eines zylindrischen Stiftes in das Loch gedrückt, wodurch eine Relativrotation zwischen dem Kolben und der Kolbenstange verhindert wird.
In einem weiteren bekannten Beispiel wird ein zweistückiger Kolben verwendet, wobei beide Teile des Kolbens auf eine Kolbenstange geschraubt werden. Der äußere Teil ist mit einer Anzahl axial gerichteter Schrauben ausgestattet, die gegen den anderen Teil geschraubt werden, sodass eine axial gerichtete Kraft in der Schraubverbindung zwischen der Kolbenstange und den Kolbenteilen auftritt. Ruf diese Weise wird eine feste Verriegelung der Kolbenteile auf der Kolbenstange erzielt.
Wenn die Dichtung in einem Zylinderende, durch welches die Kolbenstange passiert, gewechselt wird, muss der Kolben aufgrund des Designs der Kolbenstange von der Kolbenstange gelöst werden. In großen Zylindern muss dieses Lösen manchmal unter unkomfortablen Umständen durchgeführt werden, beispielsweise vor Ort, weshalb eine komplizierte Verriegelungsvorrichtung, die aus einer Anzahl kleiner Teile besteht, unzufriedenstellend ist.
Große Kräfte und Lastveränderungen wirken zwischen dem Kolben und der Kolbenstange. Aufgrund der Elastizität des Materials des Kolbens und der Kolbenstange können die großen Kräfte eine Relativbewegung zwischen dem Kolben und der Kolbenstange in der axialen Richtung erzeugen. Falls die Verriegelungseinrichtung der Verriegelungsvorrichtung dann die Gesamtheit der Kraft aufnimmt, welche zwischen dem Kolben und der Kolbenstange wirkt, wird die Verriegelungsvorrichtung infolge von Ermüdung zerstört werden.
US 4,771,678 beschreibt eine Kolbenverriegelungsvorrichtung. Der Kolben ist mit einer Umfangsnut in seiner radial inneren Oberfläche ausgestattet, und die Kolbenstange ist mit einer entsprechenden Umfangsnut in ihrer äußeren Oberfläche ausgestattet. Ein Verriegelungsclip in der Form eines elastischen Drahts ist dazu vorgesehen, um die Kolbenstange gewickelt zu sein und in den Nuten zum Verriegeln des Kolbens in Bezug auf die Kolbenstange gelegen zu sein.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine billigere, bessere und sicherere Vorrichtung zum Verriegeln eines Kolbens auf einer Kolbenstange gegen Rotation bereitzustellen, welche Vorrichtung nur aus einer geringen Anzahl von Bauteilen besteht.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Kolbens auf einer Kolbenstange bereitzustellen, welche Vorrichtung einen Zusammenbau und ein Zerlegen mit einfachen Werkzeugen und Vorgängen erlaubt.
Es ist noch eine weitere Aufgabe, eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Kolbens auf einer Kolbenstange zu erzielen, welche Vorrichtung dazu ausgelegt ist, großen Kräften und Lastveränderungen zu begegnen.
Diese Aufgaben werden durch die in Anspruch 1 gekennzeichnete Anordnung gelöst.
Da der gekrümmte Teil des Verriegelungsclips einen Bogen in Bezug auf den Kolben beschreibt, der geringer ist als 180°, wird ein einfaches Montieren des Verriegelungsclips auf dem Kolben und der Kolbenstange ermöglicht.
Der Kolben umfasst einen kreisförmigen Körper mit einem axialen Durchgangsloch zum Einführen einer Kolbenstange und einer Umfangsnut, die in derselben radialen Ebene an dem Kolben wie das radiale Loch liegt.
Die Erfindung wird nachfolgend ausführlicher mittels einer Ausführungsform in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 zeigt eine Seitenansicht eines Kolbens, der auf einer Kolbenstange montiert und mittels einer ersten Ausführungsform eines Verriegelungsclips befestigt ist;
2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung in 1;
3 zeigt eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform des Verriegelungsclips.
1 und 2 zeigen einen Kolben 1, der mit einem mit einem Gewinde versehenen, axialen Durchgangsloch 3 ausgestattet ist, und der auf einen mit einem Gewinde versehenen Teil einer Kolbenstange 5 aufgeschraubt ist. Um ein Lösen des Kolbens 1, d. h. ein Losschrauben, von der Kolbenstange 5 zu verhindern, ist ein erster Endteil 7 eines Verriegelungsclips 10 in ein radiales Durchgangsloch 15 in den Kolben 1 eingeführt. Der erste Endteil 7 des Verriegelungsclips 10 ist gerade und erstreckt sich durch das radiale Loch 15 in dem Kolben 1 und in eine von drei Kerben 20, die in der Kolbenstange 5 gebildet sind. Die Kerben 20 sind bevorzugt wie längliche Nuten geformt, die sich in der axialen Richtung in einem Endteil 25 der Kolbenstange 5 erstrecken.
Die Kerben 20 sind gleichmäßig um den Umfang des Endteils 25 verteilt, um mit dem radial gerichteten Loch 15 in dem Kolben in einer gewünschten Position zwischen dem Kolben und der Kolbenstange zusammenzutreffen und zusammenzuwirken. Da die Kerben 20 als axial gerichtete Längsnuten geformt sind, wird der erste Endteil 7 des Verriegelungsclips 10 keinerlei Kräfte in der axialen Richtung aufnehmen, sondern nur in der Rotationsrichtung.
Die Kolbenstange 5 besitzt einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 30, der benachbart zu dem Endteil 25 liegt, welche die Kerben 20 besitzt. Der mit einem Gewinde versehene Abschnitt 30 ist dafür vorgesehen, mit dem Gewinde in dem axialen Loch 3 mit dem Kolben 1 zusammenzuwirken. Benachbart zu dem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 30 liegt eine Region, die eine Schulterfläche 35 aufweist, die dazu vorgesehen ist, mit einer entsprechenden Schulterfläche 40 an dem Kolben 1 zusammenzuwirken. Diese Zusammenwirkung tritt während des Montierens des Kolbens 1 auf der Kolbenstange 5 auf, wenn der Kolben 1 auf die Kolbenstange 5 soweit aufgeschraubt wird, dass die Schulterflächen 35, 40 aneinander anliegen. Anschließend wird der Kolben 1 derart zurückgeschraubt, dass das radiale Loch 15 in dem Kolben 1 mit der zuerst erreichten Nut in der Kolbenstange 5, die diese trifft, zusammentrifft.
Ebenso wie den ersten geraden Endteil 7 umfasst der Verriegelungsclip 10 einen gekrümmten Teil 45, der dazu vorgesehen ist, mit einer Umfangsnut 50 am Rand des Kolbens zusammenzuwirken. Der Verriegelungsclip 10 besitzt bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Radius, welcher dem Querschnittsradius der Umfangsnut 50 entsprechen kann. Der gekrümmte Teil 45 des Verriegelungsclips 10 kann einen oder mehrere gebogene Teile aufweisen. In der Ausführungsform gemäß Anspruch 1 besitzt der Verriegelungsclip 10 eine erste, eine zweite und eine dritte Biegung 50, 60 bzw. 65. In der verriegelten Position des Verriegelungsclips sind Teile der ersten und der zweiten Biegung 55 bzw. 60 außerhalb der Umfangsnut 50. Dies erlaubt eine Lösen des Verrieglungsclips 10 durch ein Lösewerkzeug, beispielsweise einen Schraubendreher, der in einen freien Raum 66 zwischen dem Verriegelungsclip 10 und dem Kolben 1 eingeführt wird. Das Werkzeug wird eingeführt, bis es in Kontakt mit einer ersten Umfangsschulter 70 (2) kommt, wonach der Verriegelungsclip 10 durch Hebelung aus der Umfangsnut 50 ausgehoben wird. Wenn der Verriegelungsclip 10 teilweise aus der Umfangsnut 50 ausgehoben worden ist, kann es erforderlich werden, den Zuschub des Werkzeugs zu verändern, wodurch es gegen eine zweite Umfangsschulterfläche 75 an den Kolben 1 gedrückt wird wonach das Lösen abgeschlossen werden kann.
Der erste, zweite und der dritte gebogene Teil 55, 60 bzw. 65 besitzen jeweils einen ersten, einen zweiten und einen dritten Biegeradius. Der zweite Biegeradius ist größer als der dritte Biegeradius, und der dritte Biegeradius ist größer als der erste Biegeradius. Gemäß der Ausführungsform in 1 ist es nur der dritte gebogene Teil 65, der in Kontakt ist mit der Umfangsnut 50. Es ist allerdings vorstellbar, dass auch der zweite gebogene Teil 60 zumindest teilweise in Kontakt mit der Umfangsnut 50 sein kann.
Der Verriegelungsclip 10 besitzt im Wesentlichen ein C-Form mit einem Winkel α von weniger als 180°.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Verriegelungsclips 10; der Verriegelungsclip 10' umfasst, ebenso wie einen ersten geraden Endteil 7, einen gekrümmten Teil 45 und einen zweiten geraden Endteil 80. Der gekrümmte Teil 45 umfasst einen ersten, einen zweiten und einen dritten gebogenen Teil 55, 60, bzw. 65 mit jeweils einem ersten, einem zweiten und einem dritten Biegradius, wobei der erste gebogene Teil 55 benachbart zu dem ersten Endteil 7 liegt, der dritte gebogene Teil 65 benachbart zu dem zweiten Endteil 80 liegt, und der zweite gebogene Teil 60 ist zwischen dem ersten und dem dritten gebogenen Teil 55 und 65 angeordnet.
Der zweite Biegeradius ist größer als der dritte Biegeradius, und der dritte Biegeradius ist größer als der erste Biegeradius. Der erste Endteil 7 besitzt eine erste Endfläche 85 und der zweite Endteil 80 besitzt eine zweite Endfläche 90, wobei die Normalen der jeweiligen Endflächen 85, 90 einander in einem Punkt schneiden.
Der Verriegelungsclip 10' besitzt im Wesentlichen eine C-Form, welcher einen Winkel β von weniger als 180° beschreibt.
Während des Zusammenbaus des Verriegelungsclips 10, 10' wird der erste gerade Endteil 7 in das radial gerichtete Loch 15 in dem Kolben 1 und in eine der Kerben 20 in der Kolbenstange 5 eingeführt, wobei der Clip im Wesentlichen mit einer axialen Ebene durch die Mittenlinie des radialen Lochs 15 zusammentrifft, wonach der Verriegelungsclip 10, 10' um die Mittenachse des radialen Lochs 15 geschwungen wird. Dies ist nur in dem Falle möglich, dass die gekrümmte Form des Verriegelungsclips 10, 10' weniger als 180° ist. Durch Ansetzen eines Montierwerkzeugs, beispielsweise eines Schraubendrehers, zwischen dem Verriegelungsclip 10, 10' und der Umfangsnut 50 in dem Kolben 1 kann der Verriegelungsclip 10, 10' in die Umfangsnut 50 gehoben werden.
Der Verriegelungsclip 10, 10' ist bevorzugt aus Federstahl hergestellt, jedoch sind auch andere Materialien vorstellbar, wie rostfreier Stahl, Aluminium oder Polymermaterialien. Der Querschnitt des Verriegelungsclip 10, 10' ist bevorzugt rund, ein anderer Querschnitt ist ebenso vorstellbar.

Claims

Anordnung mit einem Kolben (1), einer Kolbenstange (5) und einem Verriegelungsclip (10, 10') zum Verriegeln des Kolbens (1) und der Kolbenstange (5), beispielsweise für einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder, welcher Kolben (1) mit mindestens einem radialen Durchgangsloch (15) ausgestattet ist, das dazu vorgesehen ist, über einer Kerbe (20) in der Kolbenstange (5) positioniert zu werden, welcher Verriegelungsclip (10, 10') einen ersten geraden Endteil (7) und einen gekrümmten Teil (45) aufweist, wobei der erste Teil (7) dazu vorgesehen ist, sich durch das radiale Loch (15) in dem Kolben (1) und in die Kerbe (20) in der Kolbenstange (5) zu erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) mit einer am Rand gelegenen Umfangsnut (50) ausgestattet ist, in welcher ein Teil des gekrümmten Teils (45) des Verriegelungsclips in einer Kolbenverriegelungsposition ruhen soll, und dass ein Teil des gekrümmten Verriegelungsclips (10, 10'), der am nächsten zu dem ersten geraden Endteil (7) gelegen ist, außerhalb der Umfangsnut (50) in der Verriegelungsposition des Clips (10, 10') ist, sodass ein freier Raum (66) zwischen dem Verriegelungsclip (10, 10') und dem Kolben (1) gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsclip (10') einen zweiten geraden Endteil (80) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) ein axiales Loch (3) besitzt, das innen mit einem Gewinde versehen ist, und dass die Kolbenstange (5) mit einem außen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt (30) ausgestattet ist, der dazu vorgesehen ist, mit dem Gewinde in dem Loch (3) des Kolbens (1) zusammenzuwirken.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Teil (45) einen ersten, einen zweiten und einen dritten gebogenen Teil (50, 60 bzw. 65) mit jeweils einem ersten, einem zweiten und einem dritten Biegeradius aufweist, wobei der erste gebogene Teil (55) benachbart zu dem ersten Endteil (7) ist, der dritte gebogene Teil (65) benachbart zu dem zweiten Endteil (80) ist, und der zweite gebogene Teil (60) ist zwischen dem ersten und dem dritten gebogenen Teil (55 bzw. 65) angeordnet.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die am Rand gelegen Nut (50) eine Umfangsnut ist, und dass der gekrümmte Teil (55) und/oder der zweite Endteil (80) des Verriegelungsclips (10, 10') derart angeordnet sind/ist, um elastisch in Kontakt mit der Umfangsnut (50) gezwängt zu sein.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Kerben (20) in der Kolbenstange (5) bevorzugt drei ist, und dass diese wie längliche Nuten geformt sind, die sich axial in die Kolbenstange (5) erstrecken.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Teil (45) des Verriegelungsclips (10, 10') im Wesentlichen eine C-Form besitzt und einen Winkel α in Bezug auf den Kolben (1) von weniger als 180° beschreibt, und dass der zweite Biegeradius größer ist als der erste Biegeradius, wobei die Krümmung des ersten, zweiten und dritten Teils (50, 60, 65) den freien Raum (66) zwischen den Verriegelungsclip (10) und dem Kolben (1) verursacht, wenn der Clip (10) in der Verriegelungsposition angeordnet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite gerade Endteil (80) zusammen mit dem gekrümmten Teil (45) einen Winkel β von weniger als 180° beschreibt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endteil (7), der gekrümmte Teil (45) und der erste Endteil (7), der gekrümmte Teil (45) und der zweite Endteil (80) in ein und derselben Ebene liegen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9 soweit rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder des ersten Endteils (7), des gekrümmten Teils (45) und des zweiten Endteils (80) bevorzugt einen runden Querschnitt besitzen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsclip (10, 10') aus Federstahl, rostfreiem Stahl, Aluminium oder Polymermaterial hergestellt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (1) einen sich in seiner axialen Richtung mit einem verminderten Durchmesser erstreckenden Abschnitt aufweist, dass der Abschnitt mit vermindertem Durchmesser die am Rand gelegene Umfangsnut (50) aufweist, welche in derselben radialen Ebene an dem Kolben (1) wie das radiale Loch (15) zum Aufnehmen eines Teils des Clips (10, 10') liegt, dass mindestens eine Umfangsschulterfläche (70, 75) an dem Abschnitt mit vermindertem Durchmesser axial nahe der Umfangsnut (50) gebildet ist, auf welcher Schulterfläche (70, 75) ein Werkzeug zum Lösen des Verriegelungsclips (10, 10') aufliegen kann.