EP-4505081-B1 - CYLINDER/PISTON ASSEMBLY WITH ECCENTRIC PISTON ROD

Inventors

• WINKLER, TORSTEN
• NAUMANN, RALF

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20230131

Claims (8)

1. A cylinder/piston assembly comprising a hydraulic cylinder (2) having a piston (6) which is sealingly mounted and longitudinally movable within the hydraulic cylinder (2) and which, at least on one side, bears a piston rod (7), wherein the hydraulic cylinder (2) has a cylinder barrel (3) of circular cross section which is closed on both sides by in each case one end piece (4, 5), and the piston rod (7) extends along a first axis (14) that is eccentric with respect to the cylinder barrel (3), and having a cylindrical element (11, 11') which is anchored on the two end pieces (4, 5) and which extends through the piston (6) along a second axis (15) which is eccentric with respect to the cylinder barrel (3) and parallel to the first axis (14), wherein the cylindrical element (11') is tubular and characterized in that a position measuring apparatus (21) is arranged within the cylindrical element (11').
2. The cylinder/piston assembly according to claim 1, which is designed as a synchronous cylinder, wherein the piston rod (7) extends on both sides of the piston (6), and the two end pieces (4, 5) are designed as guide pieces, at each of which the piston rod (7) is sealed.
3. The cylinder/piston assembly according to any of the preceding claims, wherein the piston rod (7) is mounted rotatably on the piston by means of a rotary bearing (16).
4. The cylinder/piston assembly according to any of the preceding claims, wherein the cylindrical element (11, 11') serves as a torque support for the piston (6) with respect to the hydraulic cylinder (2).
5. The cylinder/piston assembly according to any of the preceding claims, wherein the cylindrical element (11') is designed as a pipeline which, at one of the two end pieces (4), leads to a hydraulic connection (19, 19', P1) and, within the hydraulic cylinder (2) in the region of the opposite end piece (5), has an opening (20) for hydraulic medium.
6. The cylinder/piston assembly according to any of the preceding claims, wherein the position measuring apparatus (21) is designed as a magnetostrictive position measuring system or a position measuring system based on Hall sensors.
7. The cylinder/piston assembly according to any of the preceding claims, wherein at least one of the end pieces (4, 5) is connected to the cylinder barrel (3) by a flange connection.
8. The cylinder/piston assembly according to claim 7, wherein the other end piece (4, 5) is screwed onto or into the cylinder barrel (2) by a threaded connection.

Description

Zylinder/Kolben-Aggregat mit einem Hydraulikzylinder und einen innerhalb des Hydraulikzylinders dichtend gelagerten, längsverschieblichen Kolben, der zumindest auf einer Seite eine Kolbenstange trägt, wobei der Hydraulikzylinder ein Zylinderrohr mit kreisrundem Querschnitt aufweist, das beiderseits jeweils mit einem Endstück verschlossen ist, und die Kolbenstange entlang einer bezüglich des Zylinderrohrs exzentrischen Achse verläuft. Ein Differentialzylinder mit exzentrischer Kolbenstange ist beispielsweise aus der CN 1053954 A bekannt. Durch die exzentrische Anordnung der Kolbenstange soll eine Verdrehsicherung bewirkt werden. Allerdings wirken bei Anliegen eines externen Drehmoments Querkräfte auf die Lagerung der Kolbenstange an den Führungsstücken, was zu Verschleiß der Dichtungen und Undichtigkeiten führen kann. Ein Zylinder/Kolben-Aggregat nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US 4 719 847 A bekannt. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zylinder/Kolben-Aggregat mit verbesserter Verdrehsicherung anzugeben. Bei Hydraulikzylindern besteht darüber hinaus häufig der Wunsch nach einem Wegmesssystem, mit dem die Lage des Kolbens ermittelt werden kann. Vom Markt bekannt sind innenliegende Wegmesssysteme, die innerhalb einer zentrisch verlaufenden, hohlen Kolbenstange angeordnet sind. Der hierfür erforderliche Platzbedarf führt zu einem größeren Durchmesser von Kolbenstange und Zylinder, was wiederum höhere Kräfte im System bedingt. Bei zentrischer Anordnung von Kolbenstange und Wegmesssystem würde zudem bei einer Verdrehung der Kolbenstange das maximale Drehmoment in das Innenrohr mit dem Wegmesssystem eingeleitet werden. Ein außenliegendes Wegmesssystem ist hinsichtlich seines mechanischen Aufbaus aufwendig, empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen und hinsichtlich seiner Genauigkeit von externen Kräften abhängig, da eine Biegung der Kolbenstange als Fehler in die Messung eingehen kann. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen. Bei einem Zylinder/Kolben-Aggregat der eingangs genannten Art ist ein an beiden Endstücken verankertes, sich entlang einer bezüglich des Zylinderrohrs exzentrischen und zu der ersten Achse parallelen zweiten Achse durch den Kolben erstreckendes zylindrisches Element vorgesehen. Das zylindrische Element ist hierbei als ein Rohr ausgeführt. Durch die Verankerung des zylindrischen Elements an den Endstücken und einer gleitenden, verschiebedichten Lagerung des zylindrischen Elements in einer entsprechenden Bohrung des Kolbens wird eine Drehmomentabstützung für den Kolben gegenüber dem Hydraulikzylinder bewirkt. Erfindungsgemäß bietet die Anordnung mit einem rohrförmig ausgeführten zylindrischen Element die Möglichkeit der Integration einer innenliegenden Wegmesseinrichtung, deren Genauigkeit noch dazu nicht von externen Kräften abhängig ist. Die Wegmesseinrichtung kann hierbei vorzugsweise, ohne dass die Erfindung jedoch hierauf beschränkt wäre, als magnetostriktives oder auf Hall-Sensoren basierendes Wegmesssystem ausgeführt sein. Insbesondere bei einer rohrförmigen Ausgestaltung des zylindrischen Elements kann dieses alternativ oder kumulativ zu weiteren Zwecken dienen. Beispielsweise kann das zylindrische Element als Rohrleitung ausgebildet sein, die an einem der beiden Endstücke zu einem Hydraulikanschluss führt und innerhalb des Hydraulikzylinders im Bereich des gegenüberliegenden Endstücks eine Öffnung für Hydraulikmittel aufweist. Somit können die Hydraulikanschlüsse des Zylinder/Kolben-Aggregats ohne externe Leitungen am selben Endstück angeordnet werden, was bei Einbausituationen mit beschränktem Platzangebot vorteilhaft sein kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zylinder/Kolben-Aggregat als Gleichgangzylinder ausgebildet, bei dem sich die Kolbenstange auf beiden Seiten des Kolbens erstreckt und bei dem die beiden Endstücke als Führungsstücke ausgebildet sind, an denen die Kolbenstange jeweils gedichtet ist. Grundsätzlich können Kolben und Kolbenstange(n) einstückig ausgebildet bzw. starr verbunden sein. Ein weiterer Vorteil ergibt sich jedoch, wenn die Kolbenstange am Kolben drehbar gelagert ist, da in diesem Fall kein Drehmoment von der Kolbenstange auf den Kolben übertragen wird. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Kraftverteilung und Krafteinleitung zwischen Kolben und Zylinder. Zweckmäßigerweise kann mindestens eines der Endstücke über eine Flanschverbindung mit dem Zylinderrohr verbunden sein, etwa in Form eines über einen Kragen greifenden Überwurfrings. Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass aufgrund des in beiden Endstücken verankerten zylindrischen Elements, die Endstücke nicht unabhängig voneinander bzw. gegeneinander verdreht werden können. Das andere Endstück kann jedoch in herkömmlicher Weise über eine Gewindeverbindung auf das Zylinderrohr aufgeschraubt oder in dieses eingeschraubt sein. Bei der Montage kann zunächst das auf- bzw. eingeschraubte