DE3601164A1 - Arbeitszylinderanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Arbeitszylinderanordnung mit einem an beiden axialen Enden mit Deckeln versehenen Zylin­ derrohr, in dem ein in Axialrichtung verschieblicher Kolben angeordnet ist, der mit einer Kolbenstange in Verbindung steht, die zumindest einen der Deckel in Längsrichtung verschieblich und unter Abdichtung durchdringt.

In Versuchs-, Entwicklungs-, Fertigungslabors od. dgl., beispielsweise biochemische Labors oder Räume, in denen Mikrochips für die Computerindustrie entwickelt oder ge­ fertigt werden, sog. Clean-Räume besteht in der Regel das Erfordernis nach einer staubfreien, unverschmutzten und sterilen Atmosphäre, so daß die durchzuführenden Arbeiten nicht von Luftverun­ reinigungen beeinträchtigt bzw. verhindert werden. Daher ist es bisher kaum möglich, für in diesen Räumen durchzu­ führende Positioniervorgänge od. dgl. Arbeitszylinder­ anordnungen gemäß der eingangs genannten Art zu verwenden, da diese im Durchdringungsbereich von Kolbenstange und Zylinderdeckel trotz Dichtringen in der Regel nicht absolut druckmittelundurchlässig abgedichtet werden können. Ist das Druckmedium beispielsweise ein Hydraulikmedium, so schlagen sich Partikel dessen auf der Kolbenstange nieder und gelangen bei deren Ausfahren aus dem Zylinder an die Umgebung, so daß die Umgebungsluft mit ihnen angereichert wird. Begünstigt wird dieser Vorgang mit zunehmendem Alter der Anordnung, da die Dichtringe allmählich verschleißen. Eine noch größere Verunreinigungsgefahr der Umgebungsluft besteht allerdings dann, wenn die Anordnung mit einem pneumatischen Druckmittel betätigt wird, denn dieses tritt im Leckfalle unter starker Verwirbelung aus dem Zylinder aus, wodurch die Umgebungsluft ständig in störender Bewe­ gung gehalten wird. Da ferner diesen pneumatischen Druck­ mitteln zu Schmierungszwecken üblicherweise Ölpartikel beigemengt sind, werden auch diese unter Wirbelbildung an die den Zylinder umgebende Atmosphäre abgegeben, die dadurch stark verschmutzt wird, so daß die in Clean-Räumen erforderlichen Bedingungen nicht mehr erfüllt werden können.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Arbeitszylinder­ anordnung gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, bei deren Betätigung eine Verunreinigung, Verschmutzung oder ähnliche störende Beeinflussung der unmittelbaren Umgebung ausgeschlossen ist, so daß sie in Clean-Räumen einsetzbar ist.

Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem von der Kolbenstange durchquerten Zylinderende außen eine Abdicht­ einrichtung zugeordnet ist, die eine gasdichte Umfangswand besitzt, die zumindest einen Längenabschnitt der aus dem Zylinder herausragenden und sich unmittelbar an diesen anschließenden Kolbenstangenpartie über ihren gesamten Umfang mit Spiel umgibt und die mit ihrem einen zylinder­ seitigen axialen Endbereich unter Abdichtung in fester Verbindung mit dem Zylinder steht und mit ihrem entgegen­ gesetzten kolbenstangenseitigen axialen Endbereich gegen­ über der Kolbenstange abgedichtet ist, derart, daß ein zur unmittelbaren Umgebung der Arbeitszylinderanordnung hin vollständig abgedichteter ringförmiger Sammelraum entsteht, und daß der Sammelraum eine Öffnung besitzt, die mit einem Entlüftungskanal verbindbar ist.

Nunmehr schließt sich unmittelbar an die Austrittsstelle der Kolbenstange aus dem Zylinder bzw. dessen Deckel ein abgedichteter Sammelraum an, der infolge Leckage aus dem Zylinder-Innern austretendes Druckmittel bzw. in diesem enthaltene Beimengungen aufnimmt, so daß sie nicht an die unmittelbare Umgebung des Arbeitszylinders gelangen können. Vielmehr können diese Leckdruckmittel, insbesondere die Leckluft, durch die Öffnung des Sammelraumes und den sich daran anschließenden Entlüftungskanal zu einer Stelle geleitet und dorthin ausgeblasen werden, die außerhalb des Einbauraumes des Arbeitszylinders liegt. Vorteilhafter­ weise ist hierzu keine Absaugeinrichtung vonnöten, da die Leckströmung üblicherweise gegenüber dem Ausmündungs­ bereich des Entlüftungskanals ein höheres Druckniveau aufweist und dem Weg des geringsten Widerstandes folgend durch den Entlüftungskanal ausströmt. Die erfindungsgemäße Arbeitszylinderanordnung ist daher auch in Räumen einsetz­ bar, in denen höchste Luftreinheit vorgeschrieben ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 ist die dichte Umfangs­ wand des Sammelraumes an beiden axialen Endbereichen voll­ ständig abgedichtet, da sie einerseits fest mit dem Zylin­ der und andererseits fest mit der Kolbenstange verbunden ist. Es findet keine Relativbewegung, weder zwischen der Umfangswand und dem Zylinder, noch zwischen der Umfangs­ wand und der Kolbenstange, statt, so daß eine wesentlich zuverlässigere Abdichtung gewährleistet werden kann als bei eventuellem Gleitspiel zwischen der Umfangswand und einem der beiden genannten Zylinderbauteile. Die Dicht­ qualität bleibt zudem über die gesamte Lebensdauer der Anordnung konstant gut, da die Befestigungsbereiche zwischen der Umfangswand und dem Zylinder bzw. der Kolbenstange keinem Verschleiß ausgesetzt sind. Bei einer Betätigung der Kolbenstange wird der an ihr festgelegte Endbereich der Umfangswand mitbewegt, was durch die ausdehnbaren bzw. nachgiebigen oder flexiblen sich in Umfangsrichtung der Wand erstreckenden Längenabschnitte der Umfangswand ermöglicht wird. Man erhält dadurch gemäß Anspruch 4 einen sein Volumen pumpenartig abwechselnd vergrößernden und verkleinernden Sammelraum, wobei die Kontraktionsbewegung der Umfangswand die in ihr angesammelten Leckvolumina durch die Entlüftungsöffnung und den Entlüftungskanal hindurch hinauspreßt. Eine dauernde Entleerung des Sammel­ raumes ist daher auch dann gewährleistet, wenn der Arbeits­ zylinder mit relativ niederem Druck betätigt wird.

Die Weiterbildungen nach Anspruch 5 bis 7 beschreiben kostengünstig herstellbare Umfangswände, deren flexible Längenabschnitte nur geringem Verschleiß ausgesetzt sind. Der Faltenbalg gemäß Anspruch 8 und 9 ist besonders robust.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 10 erhält die erfindungs­ gemäße Anordnung eine kompakte Bauweise, die die ursprüng­ lichen quer zur Längsrichtung gemessenen Abmessungen vorteil­ hafterweise beibehält.

Die Weiterbildung nach Anspruch 11 beschreibt eine konstruk­ tiv elegante Lösung der Umfangswand, die zudem eine einfache und sichere Montage derselben gewährleistet.

Die Weiterbildung nach Anspruch 12 gewährleistet eine besonders sichere dichte Verbindung zwischen der Umfangswand und dem Zylinder bzw. dem Zylinderrohr.

Mit der Weiterbildung nach Anspruch 15 ist gewährleistet, daß auch ältere Arbeitszylinderanordnungen ohne Aufwand mit der erfindungsgemäßen Abdichteinrichtung nachgerüstet werden können.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 den axialen, mit der erfindungsgemäßen Abdicht­ einrichtung versehenen Endabschnitt eines Arbeitszylinders, in einem Längsschnitt,

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung des Befestigungs­ bereiches zwischen der Umfangswand und der Kolbenstange in einer vorteilhaften Ausführungs­ form und

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines vorteilhaften Faltenbalges.

Zunächst sei Bezug genommen auf das in Fig. 1 abgebildete Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Arbeitszylinder­ anordnung. Man erkennt den einen axialen Endbereich eines Arbeitszylinders 5, dessen Zylinderrohr 6 lediglich ab­ schnittsweise angedeutet ist. Dieses ist beidenends durch Zylinderdeckel 7 (lediglich einer ist abgebildet) ver­ schlossen. In seinem Innern befindet sich ein gestrichelt angedeuteter, in Axialrichtung verschieblich gelagerter Kolben 8, an dessen eines axiales Ende eine koaxial angeord­ nete Kolbenstange 9 angesetzt ist. Diese durchdringt den Zylinderdeckel 7 an einem Deckeldurchbruch 10, wobei sie in einer sie koaxial umfassenden und in dem Durchbruch 10 festgelegten Führungsbüchse 14 in Axialrichtung ver­ schieblich geführt ist. Darüber hinaus ist in dem Durch­ bruch 10 ein der Führungsbüchse 14 in Richtung zum Kolben 8 hin vorgelagerter Wellendichtring 15 gehaltert, während an der gegenüberliegenden Büchsenseite ein Abstreifring 16 angeordnet ist. Beide Ringe 15, 16 umschließen die Kolben­ stange 9 und liegen an ihr an. Der Wellendichtring 15 dient der Abdichtung des zwischen dem Kolben 8 und dem Zylinderdeckel 7 angeordneten Zylinderraumes 17 zur Außen­ seite hin, während der Abstreifring 16 verhindert, daß außen sich an der Kolbenstange 9 niedergeschlagene Verun­ reinigungen in das Zylinder-Innere gelangen können.

Ferner ist eine den Zylinderdeckel 7 durchdringende und in den Zylinderraum 17 führende Speiseöffnung 18 vorhanden, an die eine Druckmittelleitung zur Zufuhr bzw. Abfuhr eines Druckmediums anschließbar ist.

Nicht dargestellt befindet sich am gegenüberliegenden Zylinderende ebenfalls eine in den zweiten Zylinderraum führende Speiseöffnung, so daß der Kolben 8 und die Kolben­ stange 9 durch entsprechende Druckmittelzufuhr bzw. -abfuhr in Langsrichtung 19 des Zylinderrohres hin und her beweg­ bar ist.

Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Arbeits­ zylinder mit einer lediglich einen der Zylinderdeckel durchdringenden Kolbenstange. Allerdings ist die Erfindung nicht auf eine derartige Ausführungsform begrenzt, vielmehr kann sie auch Verwendung bei einer durchgehenden, beide Zylinderdeckel nach außen hin durchdringenden Kolbenstange finden, in diesem Falle findet sich am nicht dargestellten gegenüberliegenden Zylinderende eine der hier bereits beschriebenen und nachfolgend noch zu beschreibenden Anord­ nung vergleichbare Anordnung.

Die hier beschriebene Arbeitszylinderanordnung ist dafür bestimmt, in einem sogenannten Clean-Raum eingesetzt zu werden, in dem Versuche oder andere Arbeiten durchgeführt werden, die eine peinlichst saubere Umgebungsluft bzw. Atmosphäre erfordern. Der Wellendichtring 15 und der Ab­ streifring 16 gewährleisten jedoch keine hundertprozentige Abdichtung des Zylinderraumes 17 hin zu unmittelbaren Umgebung 20 des Arbeitszylinders, es tritt also immer ein, wenn auch geringer, Leckstrom zwischen den Dichtungen und der Kolbenstange hindurch bzw. wird durch Anhaften an der Kolbenstange von dieser nach außen gefördert. Handelt es sich bei dem zur Betätigung des Zylinders verwendeten Druckmittel um ein pneumatisches Druckmedium, so sind nach außen führende Leckströme besonders ungünstig, da dem Medium üblicherweise Schmiermittel wie Öl beigemengt ist, das durch die austretende Luft zusätzlich in der Umgebung 20 verwirbelt wird und sich im gesamten näheren Bereich des Arbeitszylinders störenderweise niederschlägt. Aus diesem Grunde ist dem von der Kolbenstange 9 durch­ querten Zylinderende 21 bzw. Zylinderdeckel 7 außen eine Abdichteinrichtung 22 zugeordnet, die den durch den Durch­ bruch 10 hindurchtretenden Leckstrom auffängt und sammelt, so daß die Umgebung 20 völlig verschmutzungsfrei bleibt. Die Abdichteinrichtung 22 soll nunmehr näher erlautert werden.

Die Abdichteinrichtung 22 besitzt eine gasdichte Umfangs­ wand 23, die einen Längenabschnitt der aus dem Arbeits­ zylinder 5 herausragenden und über den Deckel 7 überstehen­ den Kolbenstangenpartie 24 über ihren gesamten Umfang mit Spiel umgibt. Ferner ist sie mit ihrem einen zylinder­ seitigen axialen Endbereich 25 unter Abdichtung fest mit dem Zylinderdeckel 7 verbunden und mit ihrem entgegen­ gesetzten kolbenstangenseitigen axialen Endbereich 26 gegenüber der Kolbenstange abgedichtet. Dadurch entsteht ein sich in axialer Verlängerung an den Zylinderdeckel 7 anschließender und zur unmittelbaren Umgebung 20 des Arbeitszylinders hin vollständig abgedichteter ringförmiger Sammelraum 29, der den aus dem Durchbruch 10 austretenden Druckmittelleckstrom aufnehmen kann.

Über eine Entlüftungsöffnung 30 steht der Sammelraum 29 mit einem in einer Leitung oder einem Schlauch 31 ausge­ bildeten Entlüftungskanal 32 in Verbindung, dessen freies Ende in einer Art und Weise verlegt ist, daß seine Aus­ mündung in einen von der Umgebung 20 bzw. dem Einbauraum des Zylinders 5, d. h. dem Clean-Raum, abgetrennten Raum 33, z. B. die Umgebung ausmündet. Hierzu ist der Schlauch 31 gemäß Fig. 1 an einer schematisch dargestellten Halterungswand 34 entsprechend befestigt.

Die vom Sammelraum 29 aufgefangenen Gase bzw. Verunreini­ gungen können nunmehr über den Entlüftungskanal 32 entfernt werden, ohne daß sie in den Clean-Raum 20 gelangen. Dabei ist keine besondere Absaugeinrichtung, keine Absaugpumpe erforderlich, das Ausströmen der Leckströmung wird allein durch das Druckgefälle zwischen den Räumen 29, 33 hervor­ gerufen.

Es ist nunmehr möglich, wie bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, die Umfangswand 23 vollständig starr auszubilden und sie am Endbereich 26 mittels eines die Kolbenstangenpartie 24 umgebenden und von dieser verschieb­ lich durchquerten Dichtrings gegenüber der Kolbenstange 9 abzudichten. Allerdings ist auch eine derartige Abdichtung im Laufe der Zeit einem Verschleiß ausgesetzt, so daß absolute Dichtheit nur durch oftmaliges Auswechseln des entsprechenden Dichtringes gewährleistet ist.

Um daher eine Verbesserung der Abdichtung zu erzielen, so daß auch bei langer Betriebsdauer jederzeit eine absolute Abdichtung zwischen der Umfangswand 23 und dem Zylinder und der Kolbenstange gewährleistet ist, ist daher wie in Fig. 1 illustriert vorgesehen, daß die Umfangswand mit ihrem kolbenstangenseitigen Endbereich 26 ebenfalls fest mit der Kolbenstangenpartie 24 dieser gegenüber un­ verschieblich verbunden ist. Eine derartige statische Abdichtung ist wesentlich besser in den Griff zu bekommen, und da keine Relativbewegungen im Bereich der Dichtfläche stattfinden, kann auch in diesem Bereich der Sammelraum 29 zur unmittelbaren Umgebung 20 hin absolut abgedichtet werden.

Die eben beschriebene Ausführungsform hat zur Folge, daß sich der Endbereich 26 zusammen mit der Kolbenstange 9 bei einer Betätigung des Arbeitszylinders 5 in Axialrichtung 19 hin- oder herbewegt. Daher ist die Umfangswand 23 längs eines sich vollständig über den Wandumfang erstreckenden und damit die Kolbenstange 9 umgebenden Längenabschnittes 35 in Längsrichtung 19 ausdehnbar bzw. nachgiebig oder flexibel ausgebildet, wobei dieser Abschnitt zusätzlich, jedoch nicht notwendigerweise, aus Material mit gummi­ elastischen Eigenschaften bestehen kann.

Dies bedeutet, daß bei Beibehaltung der Abdichtung des Sammelraumes 29 sich die beiden Endbereiche 25, 26 der Umfangswand 23 beim Aus- bzw. Einfahren der Kolbenstange aus dem bzw. in den Zylinder 5 voneinander weg bzw. auf einander zu bewegen, wodurch gleichzeitig eine Vergröße­ rung bzw. Verkleinerung des Sammelraumvolumens erfolgt. Die Umfangswand 23 führt also eine Pumpbewegung durch, wobei sie abwechselnd in dem Längenabschnitt 35 kontra­ hiert und expandiert.

Die Pumpwirkung hat zur Folge, daß jederzeit, auch dann, wenn das infolge Leckage in den Sammelraum 29 eingetretene Medium einen sehr niederen Druck im Vergleich zur Außen­ umgebung 33 besitzt, dieses zuverlässig durch die Öffnung 30 und den Kanal 32 nach außen gepumpt wird, ohne daß eine separate Saugpumpe erforderlich wäre.

Es versteht sich, daß die Umfangswand 23 in Längs­ richtung gesehen auch mehrere nachgiebige Abschnitte aufwei­ sen kann oder aber in ihrer Gesamtheit derartige Eigen­ schaften aufweist.

Bei dem in Fig. 1 abgebildeten Ausführungsbeispiel ist der ausdehnbare und komprimierbare Längenabschnitt 35 balgartig und hierbei in Gestalt eines Faltenbalges 36 ausgebildet. Dieser schließt sich unmittelbar an den mit der Kolbenstange 9 in fester Verbindung stehenden Endbe­ reich 26 an und ist mit radial gemessenem Spiel koaxial in bezug auf die Kolbenstange 9 angeordnet. Dieser balg­ artige Abschnitt endigt vor Erreichen des Zylinderdeckels 7 und schließt mit seinem dem Zylinderrohr 6 zugewandten kreisförmigen Balg-Endbereich 37 an einen starren, in Gestalt einer Hülse 39 ausgebildeten Längenabschnitt 38 der Umfangswand 23 an. Dieser als Hülse ausgebildete Längen­ abschnitt 38 ist ein separates Bauteil - die Umfangswand 23 besteht also beim Ausführungsbeispiel aus zwei Teilen -, an dem der Faltenbalg 36 unter Abdichtung festgelegt ist.

Die im wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildete Hülse 39 ist koaxial zur Kolbenstange 9 angeordnet und bezüg­ lich dieser mit radial gemessenem Spiel angeordnet. Sie ist ferner mit ihrem dem Balg-Endbereich 37 abgewandten Ende am Zylinderdeckel 7 fest und unter Abdichtung ange­ bracht, indem sie zweckmäßigerweise auf einen am Zylinder­ deckel 7 angeformten zylindrischen Fortsatz 40 aufgezogen ist, der in Längsrichtung 19 in Richtung zum außen angeord­ neten Ende 44 der Kolbenstange weist und dieselbe koaxial umgibt. Dieser Fortsatz 40 trägt auch die bereits oben erwahnten Ringe 15, 16 und die Führungsbüchse.

Die Hülse 39 ist vorteilhafterweise koaxial auf den Fort­ satz 40 aufgepreßt, so daß auch ohne eine zwischen den beiden Bauteilen angeordnete Dichtung eine gasdichte Ver­ bindung vorhanden ist. Es versteht sich jedoch, daß auch eine andere Anbringungsweise der Hülse 39 möglich ist, beispielsweise indem sie mit einem radial abstehenden, ringförmigen Flanschfortsatz versehen wird, der unter Zwischenlegung eines Dichtringes mit dem Zylinderdeckel 7 verschraubt wird.

Der in Fig. 1 abgebildete Faltenbalg 36 besteht vollständig aus gummielastischem Material und ist in einer Weise vor­ geformt, so daß er eine topfförmige Gestalt besitzt. Dabei sind seine Wandbereiche 45 im Querschnitt faltenartig oder mäanderförmig ausgebildet, und der in einer Radial­ ebene bezüglich der Achse 19 angeordnete Bodenbereich 46 besitzt eine zentrale, den Durchgang der Kolbenstangen­ partie 24 erlaubende Öffnung 47. An deren Rand ist der ebenfalls aus elastischem Material bestehende hülsenförmige Endbereich 26 einstückig angeformt, der zum Festklemmen an der Kolbenstange 9 mit einem vorzugsweise metallenen Spannband 48 umgeben ist. Der Faltenbalg 36 ist also an der Kolbenstange 9 lösbar und unverschieblich festgespannt.

Der zum Zylinderrohr 6 weisende Balg-Endbereich 37 ist ebenfalls hülsenförmig ausgebildet und besitzt an seinem zur Kolbenstange 9 weisenden Innenumfang einen Umfangs­ wulst 49, der in einer an einem Absatz der Hülse 39 vorge­ sehenen Außenumfangsnut 50 eingelassen ist. Dadurch ist sichergestellt, daß der Faltenbalg 36 auch bei großer Ausdehnung nicht von der Hülse 39 herunterspringt, zudem ist der Balg-Endbereich 37 ebenfalls von einem Spannring 51 umgeben, der einen sicheren Dichtsitz gewährleistet.

Es versteht sich, daß auch der kolbenstangenseitige End­ bereich 26 zusätzlich formschlüssig an der Kolbenstange 9 verankert werden kann, dies ist ausschnittsweise in Fig. 2 illustriert. Hier besitzt die Kolbenstange 9 eine Umfangsnut 52, in die ein entsprechender Umfangswulst 53 am Endbereich des Faltenbalges 36 formschlüssig einfällt.

Die bereits oben erwähnte Entlüftungsöffnung 30 für den Sammelraum 29 kann den Zylinderdeckel 7 durchdringend angeordnet sein, wobei sie einerseits an die Außenseite des Zylinderdeckels und andererseits in den Sammelraum 29 ausmündet (diese Variante ist nicht abgebildet). Vorteil­ hafterweise findet sich die Entlüftungsöffnung 30 jedoch in einer starren Partie der Umfangswand 23, bei der Aus­ führungsform nach Fig. 1 ist dies der hülsenförmige Längen­ abschnitt 38. Dieser überragt mit einem Betrag seiner Länge den Fortsatz 40 in Axialrichtung hin zum Kolbenstangen­ ende 44, und in diesem Bereich ist die Öffnung 30 angeord­ net, die zweckmäßigerweise als radial gerichtete Gewinde­ bohrung ausgebildet ist, in die zur Verschraubung mit dem Schlauch 31 eine Anschlußmutter einschraubbar ist.

Die abgebildete Ausführungsform hat den Vorteil, daß auch eine Nachrüstung älterer Arbeitszylinder möglich ist, ohne daß an diesen Änderungen durchzuführen wären; die Abdichteinrichtung 22 muß lediglich auf einen Zylinder­ deckel aufgesetzt bzw. aufgespannt werden.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Arbeitszylinderanordnung ist die gesamte Umfangs­ wand 23 als Faltenbalg ausgebildet, der direkt sowohl an der Kolbenstange als auch am zugeordneten Zylinder­ deckel unter Abdichtung festgelegt ist.

Vorteilhafterweise schließt die Umfangswand 23 bei sämt­ lichen Ausführungsformen zylinderseitig unmittelbar an den von der Kolbenstange 9 durchdrungenen Zylinderdeckel 7 in axialer Verlängerung an, wobei ihr Außendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser des Zylinderdeckels 7 bzw. des Zylinderrohres 6 entspricht. Dadurch ergibt sich eine kompakt bauende Anordnung, die die ursprüngliche Breite des Arbeitszylinders nicht oder nur unwesentlich vergrößert. Vorteilhafterweise ist hiermit ein müheloser Austausch älterer, ohne Abdichteinrichtung versehener Arbeitszylinderanordnungen möglich, ohne daß Platzprobleme auftreten.

In Fig. 3 ist eine ebenfalls mögliche Ausführungsform eines Faltenbalges 36′ in einem Ausschnitt schematisch dargestellt. Dieser Faltenbalg 36′ besteht aus in Axial­ richtung 19 aufeinanderfolgend angeordneten, insbesondere elastisch verformbaren einzelnen Ringelementen 54, 54′, die unter Bildung einer balgartigen Struktur alternierend in Bereichen größeren (55) und kleineren (56) Durchmessers abgedichtet miteinander verbunden sind. Die Verbindung erfolgt beispielsweise durch Löten, Schweißen, Kleben od. dgl., und die Ringelemente bestehen zweckmäßigerweise aus Metall. Bei 55, 56 erkennt man in Fig. 3 die geschnitte­ nen Schweißnähte, die insbesondere durch Widerstandsschweißen oder in einem Laser-Schweißverfahren erstellt wurden.

Um dem Faltenbalg 36′ eine gute Elastizität in Achsrichtung zu verleihen, sind die einzelnen Ringelemente zweckmäßiger­ weise mit einer tassenartigen Form versehen, wobei benach­ barte Ringelemente 54, 54′ in spiegelsymmetrischer Anord­ nung zu ihrer Berührfläche 57, 57′ miteinander verbunden sind.

Der Faltenbalg 36′ nach Fig. 3 ist vor allem dann von Vorteil, wenn die im Sammelraum 29 anfallenden Gase unter Hochdruck anfallen, was der Fall sein kann, wenn große Leckverluste im Bereich des Durchbruches 10 auftreten und der Entlüftungskanal 32 es infolge zu geringen Quer­ schnittes nicht vermag, das Leckvolumen schnell abströmen zu lassen. In diesem Fall verhindert der aus metallischen Elementen bestehende Faltenbalg 36′ eine Beschädigung seiner selbst, er kann nicht ausbeulen oder zerplatzen.

Es sei noch nachzutragen, daß der in Fig. 1 abgebildete Zylinder 5 mit einer Dämpfungseinrichtung 58 zur Anschlag­ dämpfung des Kolbens 8 versehen ist, die Erfindung ist jedoch unabhängig von deren Vorhandensein.

Claims (15)

1. Arbeitszylinderanordnung mit einem an beiden axialen Enden mit Deckeln versehenen Zylinderrohr, in dem ein in Axialrichtung verschieblicher Kolben angeordnet ist, der mit einer Kolbenstange in Verbindung steht, die zu­ mindest einen der Deckel in Längsrichtung verschieblich und unter Abdichtung durchdringt, dadurch gekennzeichnet, daß dem von der Kolbenstange (9) durchquerten Zylinder­ ende (7, 21) außen eine Abdichteinrichtung (22) zugeordnet ist, die eine gasdichte Umfangswand (23) besitzt, die zumindest einen Längenabschnitt der aus dem Zylinder (5) herausragenden und sich unmittelbar an diesen anschließenden Kolbenstangenpartie (24) über ihren gesamten Umfang mit Spiel umgibt und die mit ihrem einen zylinderseitigen axialen Endbereich (25) unter Abdichtung in fester Ver­ bindung mit dem Zylinder (5) steht und mit ihrem entgegen­ gesetzten kolbenstangenseitigen axialen Endbereich (26) gegenüber der Kolbenstange (9) abgedichtet ist, derart, daß ein zur unmittelbaren Umgebung (20) der Arbeitszylinder­ anordnung hin vollständig abgedichteter ringförmiger Sammel­ raum (29) entsteht, und daß der Sammelraum (29) eine Öff­ nung (30) besitzt, die mit einem Entlüftungskanal (32) verbindbar ist.

2. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einerseits mit dem Sammelraum (29) in Verbindung stehende Entlüftungskanal (32) anderer­ seits in einen vom Einbauraum (20) des Zylinders (5) abge­ trennten Raum (33), oder einen Auffangbehälter bzw. die Außen­ atmosphäre ausmündet.

3. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (23) mit ihrem kolbenstangenseitigen axialen Endbereich (26) fest mit der Kolbenstange (9) verbunden ist, und daß die Umfangs­ wand (23) über einen oder mehrere sich vollständig über den Wandumfang erstreckende Längenabschnitte (35) verfügt, die in Längsrichtung (19) der Kolbenstange (9) ausdehnbar bzw. nachgiebig oder flexibel sind und/oder gummielastische Eigenschaften besitzen, derart, daß die beiden am Zylinder (5) bzw. an der Kolbenstange (9) jeweils unverschieblich und unter vollständiger Abdichtung festgelegten Endbereiche (25, 26) der Umfangswand (23) beim Aus- bzw. Einfahren der Kolbenstange (9) aus dem bzw. in den Zylinder (5) voneinander weg bzw. auf einander zu bewegbar sind.

4. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich beim Aus- bzw. Einfahren der Kolbenstange (9) aus dem bzw. in den Zylinder (5) das Volumen des Sammelraumes (29) abwechselnd vergrößert und verkleinert, wodurch eine Pumpwirkung erzielt wird.

5. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Axialrichtung (19) ausdehnbaren bzw. nachgiebigen oder flexiblen Längenab­ schnitte (35) der Umfangswand (23) balgartig und insbe­ sondere in Art eines Faltenbalges (36, 36′) ausgebildet sind.

6. Arbeitszylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Umfangs­ wand (23) als Faltenbalg ausgebildet ist.

7. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Faltenbalg (36) ausge­ bildeten Längenabschnitte (35) der Umfangswand (23) aus Material mit gummielastischen Eigenschaften bestehen.

8. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die als Faltenbalg (36′) ausgebildeten Längenabschnitte (35) der Umfangswand (23) aus in Axialrichtung (19) aufeinanderfolgend angeordneten insbesondere elastisch verformbaren vorzugsweise metalli­ schen Ringelementen (54, 54′) bestehen, die unter Bildung einer balgartigen Struktur alternierend in Bereichen größe­ ren (55) und kleineren (56) Durchmessers abgedichtet mit­ einander verbunden sind, z. B. durch Löten, Schweißen, Kleben od. dgl.

9. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringelemente (54, 54′) eine tassen­ artig gewölbte Form haben, wobei benachbarte Ringelemente (54; 54′) in spiegelsymmetrischer Anordnung zu ihrer Berühr­ fläche (57, 57′) miteinander verbunden sind.

10. Arbeitszylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (23) zylinderseitig unmittelbar an den von der Kolbenstange durchdrungenen Deckel (7) in axialer Verlängerung anschließt und zweckmäßigerweise einen dem Durchmesser des Deckels (7) bzw. des Zylinderrohres (6) im wesentlichen entsprechen­ den Außendurchmesser besitzt.

11. Arbeitszylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (23) einen insbesondere als Faltenbalg (36, 36′) ausgebilde­ ten, in Längsrichtung (19) ausdehnbaren bzw. flexiblen oder nachgiebigen Längenabschnitt (35) besitzt, der dem kolbenstangenseitigen Endbereich (26) der Umfangswand (23) zugeordnet ist und einerseits mit der Kolbenstange (9) unter Abdichtung in fester Verbindung steht und der andererseits mit seinem dem Zylinder (5) zugewandten axialen Endbereich (37) an einem separaten starren hülsenförmigen, die Kolbenstange (9) mit Spiel umgebenden Längenabschnitt (38) der Umfangswand (23) unter Abdichtung festgelegt ist, der andererseits, ebenfalls unter Abdichtung, am Zylinder (5) und vorzugsweise an dessen von der Kolbenstange (9) durchdrungenem Deckel (7) fest angebracht ist.

12. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der balgartige Längenabschnitt (35) an den mit ihm axialseitig in Verbindung stehenden Bauteilen lösbar festgespannt ist, wobei er zweckmäßigerweise an einem oder an beiden axialen Enden einen ringförmigen Halterungswulst (49, 53) aufweist, der in eine entsprechen­ de ringförmige Halterungsnut (50, 52) am hülsenförmigen Bauteil (39) bzw. an der Kolbenstange (9) eingreift.

13. Arbeitszylinderanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Längenab­ schnitt (38, 39) auf einen die Kolbenstange (9) koaxial umgebenden zylindrischen Fortsatz des Deckels (7) aufgezogen und insbesondere aufgepreßt ist.

14. Arbeitszylinderanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöff­ nung (30) im von der Kolbenstange (9) durchdrungenen Deckel (7) angeordnet ist.

15. Arbeitszylinderanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungsöff­ nung (30) in einer starren Partie der Umfangswand (23) und insbesondere gegebenenfalls in deren hülsenförmigem Längenabschnitt (38) vorzugsweise als Radialgewindebohrung vorgesehen ist.