AT392126B - Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

AT392 126 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikzylinder mit einem Kolben, dessen Kolbenstange den Zylinder auf einer Stirnseite durchsetzt und ein axiales Sackloch zum Aufnehmen eines an der anderen Stirnseite des Zylinders befestigten, mit radialem Spiel in das Sackloch eingreifenden Rohres aufweist, in dem eine elektrische Einrichtung zur Lageerfassung des Kolbens mit Gießharz eingegossen ist

Um vorgegebene Bewegungsabläufe mit Hilfe von Hydraulikzylindern steuern zu können, ist eine Lageerfassung des Kolbens erforderlich. Zu diesem Zweck ist es beispielsweise bekannt, in dem Zylindermantel induktive Näherungsschalter einzusetzen, die mit dem Kolben Zusammenwirken und bei ihrem Ansprechen die Lage des Kolbens anzeigen. Nachteilig bei dieser vergleichsweise einfachen Lageerfassung ist, daß die induktiven Näherungsschalter ungeschützt vor äußeren mechanischen Beschädigungen angeordnet weiden müssen und daß der Zylindermantel mit zusätzlichen Bohrungen zu versehen ist. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bekannt, die elektrische Einrichtung zur Lageerfassung des Kolbens im Zylinder selbst unterzubringen, und zwar in einem Rohr, das verschiebefest mit dem Zylinder verbunden ist und in ein Sackloch der Kolbenstange mit radialem Spiel eingreift, so daß beispielsweise der Einfluß einer Kolbenverlagerung auf das Magnetfeld einer in dem Rohr eingegossenen Meßspule für die Lageerfassung des Kolbens ausgenützt werden kann. Diese bekannten Einrichtungen zur Lageerfassung des Kolbens sind allerdings aufwendig, weil nicht nur eine sich über die Hublänge des Kolbens erstreckende Meßspule mit einer magnetischen Abschirmung der Kolbenstange aus einem in das Sackloch eingesetzten Aluminiumrohr, sondern auch eine Auswerteschaltung vorgesehen werden muß, in der die Meßsignale mit einer für den jeweiligen Zylinder aufgenommenen Kalibrierungskurve verglichen werden müssen.

Schließlich ist es bekannt, die Lage des Kolbens mit Hilfe wenigstens eines Steuerschalters zu erfassen, der auf einem zylinderfesten, in die hohle Kolbenstange ragenden Träger angeordnet ist und mit Hilfe wenigstens eines Schaltmagneten im Sackloch der Kolbenstange betätigbar ist Dabei kann der Steuerschalter mit einem Schaltmarlrierungen aufweisenden Magnetband Zusammenarbeiten (DE-OS 3 417 537) oder ein Schaltmagnet vorgesehen sein, der mehrere Hallelemente betätigt (FR-PS 2 617 546), so daß die erfaßbaren Stellschritte des Kolbens stets der Anzahl der Steuersignalschalter bzw. der Schaltmagnete entsprechen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Hydraulikzylinder der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln eine genaue Lageerfassung des Kolbens auch für Zwischenschritte ohne aufwendige Auswerteschaltung möglich ist.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Einrichtung zur Lageerfassung des Kolbens in an sich bekannter Weise aus mehreren Steuersignalschaltem, vorzugsweise Hallelementen,, besteht, daß zur Betätigung dieser Steuersignalschalter mehrere Schaltmagnete in dem Sackloch der Kolbenstange angeordnet sind und daß der gegenseitige Abstand der Steuersignalschalter gegenüber dem gegenseitigen Abstand der Schaltmagnete unterschiedlich ist.

Durch das Vorsehen von Steuersignalschaltem wird die angezeigte Kolbenlage durch die axiale Lage der Steuersignalschalter im Zylinder bestimmt, so daß durch die entsprechende Anordnung der Steuersignalschalter die besonderen Anforderungen im jeweiligen Anwendungsfall berücksichtigt werden können. Das Vorsehen von Steuersignalschaltem in vorgegebenen Sollagen bringt außerdem eine einfache Auswertung der Steuersignale mit sich, weil beim Ansprechen eines Steuersignalschalters eine bestimmte Lagezuordnung zwischen den gegenüber dem Zylinder unbeweglichen Steuersignalschaltem und den verschiebefest mit dem Kolben verbundenen Schaltmagneten gegeben ist. Wegen der unterschiedlichen gegenseitigen Abstände der Steuersignalschalter einerseits und der Schaltmagnete anderseits können auch Zwischenschritte für die Kolbenverstellung nach Art eines Nonius angezeigt werden, ohne für diese Zwischenschritte gesonderte Steuersignalschalter vorsehen zu müssen.

Die Schaltmagnete, üblicherweise Dauermagnete, können in dem Sackloch der Kolbenstange einfach verschiebefest angeordnet werden, wobei unterschiedliche Magnetformen eingesetzt werden können. Besonders günstige Konstruktionsverhältnisse ergeben sich allerdings, wenn die Schaltmagnete in an sich bekannter Weise je einen das Rohr mit Spiel umschließenden Ring bilden, weil in diesem Fall die Magnethalterung besonders einfach ausgeführt sein kann. Es muß jedoch für einen ausreichenden Ringspalt zwischen dem die Steuersignalschalter aufhehmenden Rohr und den Schaltmagneten gesorgt werden, um eine Drosselwirkung für das Hydraulikmittel beim Kolbenhub zu vermeiden. Wegen des radialen Spieles zwischen dem Rohr und der Sacklochwandung wird ja die Beaufschlagungsfläche des Kolbens durch das in das Sackloch der Kolbenstange eingreifende Rohr nicht beeinträchtigt.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Hydraulikzylinder in einem vereinfachten Axialschnitt und

Fig. 2 diesen Zylinder ausschnittsweise im Bereich des Kolbens ebenfalls in einem Axialschnitt, jedoch in einem größeren Maßstäb.

Der dargestellte Hydraulikzylinder (1) weist einen Kolben (2) mit einer von einer Seite eingeschraubten Kolbenstange (3) auf, die den stimseitigen Verschluß (4) des Zylindermantels (5) dicht durchsetzt. Die Kolbenstange (3) ist mit einem axialen Sackloch (6) versehen, in das ein in den Zylinderboden (7) verschiebefest eingesetztes Rohr (8) mit radialem Spiel ragt. Dieses Rohr (8) trägt eine elektrische Einrichtung zur Lageerfassung des Kolbens (2), bestehend aus mehreren Steuersignalschaltem (9), die mit ihren Anschlußleitungen (10) in ein das Rohr (7) ausfüllendes Gießharz (11) eingebettet sind. Die -2-

Claims (2)

1. AT 392 126 B Steuersignalschalter (9), die im Ausführungsbeispiel aus Hallelementen bestehen, werden mit Hilfe von Dauermagneten (12) betätigt, die in das Sackloch (6) der Kolbenstange (3) eingesetzt sind. Diese Schaltmagnete (12) sind ringförmig ausgebildet und umschließen das Rohr (8) mit radialem Spiel, so daß durch den Ringspalt zwischen den Schaltmagneten (12) und dem Rohr (8) während der Kolbenverstellung Hydraulikmittel ohne eine die Zylinderbeaufschlagung beeinträchtigende Drosselwirkung strömen kann. Zur Beaufschlagung des Zylinders (1) dienen zwei Leitungsanschlüsse (13 und 14) an den beiden Zylinderenden für das Hydraulikmittel. Zur Lagerung der Schaltmagnete (12), die ja bezüglich der Kolbenstange (3) axial genau festgelegt werden müssen, dient eine Aufnahmebuchse (15), die in eine Erweiterung (16) des Sackloches (6) eingesetzt und mit Hilfe einer Mutter (17) axial verspannt wird. Da die Steuersignalschalter (9) entlang des Kolbenhubes entsprechend den anzufahrenden Sollagen des Kolbens verteilt angeordnet sind, zeigt das Steuersignal eines Steuersignalschalters bei seiner Beaufschlagung das Erreichen der diesem Steuersignalschalter zugeordneten Sollage für den Kolben an. Es bedarf daher keiner aufwendigen Answerteschaltung für die einzelnen Steuersignale. Selbst bei einer Mehrzahl von Steuerschaltern (9) und Schaltmagneten (12) kommt man mit einer einfachen Zähleinrichtung für die Steuersignale aus, um die jeweilige Kolbenposition zweifelsfrei angeben zu können, und zwar unter Berücksichtigung der jeweiligen Beaufschlagungsrichtung, weil ja die Ansprechlage des Kolbens von seiner Bewegungsrichtung abhängt. Die für eine Betätigung des Steuersignalschalters erforderliche magnetische Feldstärke wird beim Anfahren der Steuersignalschalter von entgegengesetzten Seiten in zwei unterschiedlichen Kolbenstellungen erreicht, so daß für die genaue Lageerfassung des Kolbens die Annäherungsrichtung an den jeweiligen Steuersignalschalter berücksichtigt werden muß. Über eine elektrische Steckverbindung, die über die Einstecköffnung (18) durchgeführt werden kann, können die Anschlußleitungen der Steuersignalschalter (9) der Versorgungs- und Auswerteschaltung zugeführt werden, um in Abhängigkeit von den Steuersignalen die Beaufschlagung des Zylinders (1) zu steuern. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte beispielsweise das Sackloch (6) nicht durch eine Sackbohrung, sondern durch ein in die Kolbenstange (3) eingesetztes, einseitig verschlossenes Rohr gebildet werden. Werden in kinematischer Umkehr die Steuersignalschalter (9) der Kolbenstange und der Schaltmagnet (12) dem zylinderfesten Rohr (8) zugeordnet, so ergeben sich die grundsätzlich gleichen Verhältnisse für die Lageerfassung des Kolbens. PATENTANSPRÜCHE 1. Hydraulikzylinder mit einem Kolben, dessen Kolbenstange den Zylinder auf einer Stirnseite durchsetzt und ein axiales Sackloch zum Aufnehmen eines an der anderen Stirnseite des Zylinders befestigten, mit radialem Spiel in das Sackloch eingreifenden Rohres aufweist, in dem eine elektrische Einrichtung zur Lageerfassung des Kolbens mit Gießharz eingegossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Lageerfassung des Kolbens (2) in an sich bekannter Weise aus mehreren Steuersignalschaltem (9), vorzugsweise Hallelementen, besteht, daß zur Betätigung dieser Steuersignalschalter (9) mehrere Schaltmagnete (12) in dem Sackloch (6) der Kolbenstange (3) angeordnet sind und daß der gegenseitige Abstand der Steuersignalschalter (9) gegenüber dem gegenseitigen Abstand der Schaltmagnete (12) unterschiedlich ist
2. 2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmagnete (12) in an sich bekannter Weise je einen das Rohr (8) mit Spiel umschließenden Ring bilden. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-