EP0764241B1

EP0764241B1 - Hydraulischer arbeitszylinder

Info

Publication number: EP0764241B1
Application number: EP95920904A
Authority: EP
Inventors: Rolf Fassbender
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 1998-04-01
Anticipated expiration: 2015-05-26
Also published as: US5697287A; DE59501785D1; JPH10500759A; DE4419213A1; WO1995033137A1; JP3576559B2; EP0764241A1; BR9507807A

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Arbeitszylinder mit einem Kolben, dessen Kolbenstange mit einer Verstelleinrichtung verbunden ist. Der Kolben unterteilt den Arbeitszylinder in wechselnd beaufschlagbare Druckräume. In die Druckräume führen Leitungsanschlüsse für die Zuleitung des Drucköls.

Diese Arbeitszylinder finden häufig Anwendung in Verbindung mit Zahnstangen-Hilfskraftlenkungen, in welchen die Kolbenstange einteilig mit der in ein Ritzel eingreifenden Zahnstange ausgeführt ist. Eine derartige Hilfskraftlenkeinrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 544 086 A2 bekannt. Von einer solchen Lenkung, die mit einem in der Neutrallage geschlossenen Steuerventil arbeitet und deren Lenkungskreis einen Druckspeicher enthält, erwartet man einen hohen Wirkungsgrad. Der Konstrukteur muß darauf achten, daß die einem wechselnden Druck ausgesetzten Systembereiche eine gute Entlüftung aufweisen. Im Bereich zwischen der Steuerventil-Zulaufkante und dem Arbeitszylinder muß man die Elastizitäten möglichst klein halten, da das Druckmittelvolumen, welches man zum Auffüllen dieser Elastizitäten braucht, bei einer nachfolgenden Druckabsenkung ungenutzt in den Tank fließt. Eine häufige Ursache für diese Elastizitäten sind Lufteinschlüsse. Es ist daher wichtig, daß diese Hydraulikkreise ständig selbstentlüftend arbeiten. Bei Arbeitszylindern kann man eine Selbstentlüftung dadurch erreichen, daß man die Leitungsanschlüsse oben anordnet. Die eingeschlossene Luft wird dann bei einer Bewegung des Kolbens über die Leitungen zum Behälter ausgeschoben. Es ist jedoch aus Sicherheits- und Platzgründen oft nicht möglich, die Leitungsanschlüsse nach oben zu verlegen. Diese findet man deshalb oft unten oder seitlich. Eine seitliche Anordnung der Leitungsanschlüsse ist beispielsweise in der EP 0 518 922 B1 (Fig. 1 und 2) gezeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die auch bei am Arbeitszylinder unten angebrachten Leitungsanschlüssen eine ständige Selbstentlüftung ermöglicht. Diese Forderung soll sich ohne Vergrößerung der Lenkung mit geringem Mehraufwand verwirklichen lassen.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 5.

Nach dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruches 1 befindet sich in der Schnittebene der Leitungsanschlüsse im Arbeitszylinder jeweils ein Ring mit einem mit den Anschlüssen korrespondierenden Kanal. Dieser Kanal steht über eine Einlaßöffnung mit dem Druckraum in Verbindung. Hierzu gehört, daß die Einlaßöffnung an der höchsten Stelle des Arbeitszylinders liegt. Durch die Erfindung wird die sich an der höchsten Stelle des Arbeitszylinders ansammelnde Luft bei einer Bewegung des Kolbens mitgerissen und durch die Strömungsgeschwindigkeit über den Kanal und die Leitungen zum Tank transportiert. Über den Tankdeckel, der Entlüftungskanäle enthält, kann die Luft schließlich ins Freie gelangen.

Nach Anspruch 2 ist der Kanal des Ringes U-förmig und am Außendurchmesser offen ausgeführt, wobei sich der Kanal über den gesamten Umfang des Ringes erstreckt.

Nach Anspruch 3 kann der nach außen offene Ring auch nur über einen Teilbereich des Umfanges verlaufen. Der Ringkanal läßt sich einfach einarbeiten und seine geringe Länge sorgt bei hoher Strömungsgeschwindigkeit für einen schnellen Abtransport des Druckmittels mit der eingeschlossenen Luft. Nach einer in den Ansprüchen 4 und 5 enthaltenen Variante kann der Ring auch mit einem Versteifungssteg einer Axialdichtung verbunden sein. Der Ring ist dann vorteilhaft einstückig an den Versteifungssteg angeformt. Diese Ausführung hat den Vorteil des gemeinsamen Einbaues der Axialdichtung mit dem Ring und der einfacheren Lagerhaltung.

Nach Anspruch 5 schließlich läßt sich der Ring auch durch eine Schnappverbindung in den Versteifungsring der Axialdichtung einhängen.

Die Erfindung ist anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Teil-Längsschnitt durch einen Arbeitszylinder;
Fig. 2: einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 + Fig. 3A: weitere Teil-Längsschnitte durch andere Ausführungsformen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Arbeitszylinder 1 mit durchgehender Kolbenstange 2, die einen Kolben 3 trägt. Der Kolben 3 ist in seiner linken Endstellung gezeichnet. Er unterteilt den Arbeitszylinder 1 in einen Druckraum 4 und 5. Die erfindungsgemäße Anordnung ist an beiden Leitungsanschlüssen anwendbar, der Einfachheit wegen ist jedoch nur ein Leitungsanschluß 6 für die Zu- bzw. Abfuhr des Druckmittels gezeichnet. Auf der einen Seite des Leitungsanschlusses 6 ist eine Axialdichtung 7 eingesetzt. Außerdem enthält der Kolben 3 eine Dichtung 8. Da die Dichtung 8 des Kolbens 3 eine Bohrung 6A des Leitungsanschlusses 6 nicht unterfahren darf, ist ein Raum um die Bohrung 6A für den Hub des Kolbens 3 nicht nutzbar. Nach der Erfindung ist in diesem Raum, der in der Querschnittsebene des Leitungsanschlusses liegt, ein Ring 10 eingelegt. Dieser Ring 10 kann zum Beispiel durch eine Eindrückung 11 des Arbeitszylinders 1 in eine Kerbe 12 fixiert sein. Der Ring 10 hat einen U-förmigen Kanal 13, der teilweise oder über den gesamten Umfang verlaufen kann. Wesentlich ist, daß eine Einlaßöffnung 14 in den Druckraum 4 an der höchsten Stelle des Ringes 10 vorgesehen ist. Diese Einlaßöffnung 14 steht über den Kanal 13 mit dem Leitungsanschluß 6 in Verbindung. Durch die erfindungsgemäße Anordnung erreicht man, daß eine Druckmittelentnahme immer an der höchsten Stelle des Arbeitszylinders 1 erfolgt. In dem verhältnismäßig engen Querschnitt des Kanals 13 ist die Strömungsgeschwindigkeit so hoch, daß die Luft nach unten mitgerissen wird.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführung mit einer Axialdichtung 15 für eine Kolbenstange 16. Diese Axialdichtung 15 weist einen Versteifungsring 17 auf, an welchem ein mit dem Leitungsanschluß 18 verbundener Ring 20 angeformt ist. Auch dieser Ring 20 weist eine Einlaßöffnung 21 auf.

Wie die Fig 3A zeigt, läßt sich ein Ring 22 auch mit einer Schnappverbindung 23 in einen Versteifungsring 24 einer Axialdichtung 25 einhängen.

Bezugszeichen

1: Arbeitszylinder
2: Kolbenstange
3: Kolben
4: Druckraum
5: Druckraum
6: Leitungsanschluß
6A: Bohrung
7: Axialdichtung
8: Dichtung
9: -
10: Ring
11: Eindrückung an 1
12: Kerbe an 10
13: Kanal
14: Einlaßöffnung
15: Axialdichtung
16: Kolbenstange
17: Versteifungsring
18: Leitungsanschluß
19: -
20: Ring
21: Einlaßöffnung
22: Ring
23: Schnappverbindung
24: Versteifungsring

Claims

Hydraulischer Arbeitszylinder mit folgenden Merkmalen:

in dem Arbeitszylinder (1) ist ein Kolben (3) mit einer Kolbenstange (2;16) verschiebbar angeordnet, die mit einer Verstelleinrichtung verbunden ist;

der Kolben (3) unterteilt den Arbeitszylinder (1) in wechselnd beaufschlagbare Druckräume (4, 5);

in die Druckräume (4, 5) führen jeweils Leitungsanschlüsse (6;18) für die Zuleitung bzw. Ableitung eines Druckmittels,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

in der Schnittebene des jeweiligen Leitungsanschlusses (6;18) befindet sich im Arbeitszylinder (1) jeweils ein Ring (10;20;22) mit einem mit dem Anschluß korrespondierenden Kanal (13);

der Kanal (13) steht über eine Einlaßöffnung (14;21) mit dem jeweiligen Druckraum (4,5) in Verbindung und

die Einlaßöffnung (14;21) liegt an der höchsten Stelle des Arbeitszylinders (1).
Hydraulischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (13) im Ring (10) U-förmig und am Außendurchmesser offen ausgeführt ist und der Kanal (13) sich über den gesamten Umfang des Ringes (10) erstreckt.
Hydraulischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kanal (13) U-förmig und am Außendurchmesser offen ausgeführt ist und sich über einen Teilbereich des Ringes (10) erstreckt.
Hydraulischer Arbeitszylinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (20;22) mit einem Versteifungsring (17;24) einer Axialdichtung (15;25) verbunden ist.
Hydraulischer Arbeitszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (20) einstückig an den Versteifungsring (17) angeformt ist.
Hydraulischer Arbeitszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (22) mittels einer Schnappverbindung (23) in den Versteifungsring (24) eingehängt ist.