DE10026082C1

DE10026082C1 - Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Druckmittelzylinder

Info

Publication number: DE10026082C1
Application number: DE2000126082
Authority: DE
Inventors: Rudolf Moeller; Dirk Uhlmannsiek
Original assignee: Rexroth Mecman GmbH
Current assignee: Aventics GmbH
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2020-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors (5) an einem Druckmittelzylinder, der im wesentlichen aus einem Zylindergehäuse (1) mit einer innenliegend längs bewegbaren Kolbeneinheit (2) besteht, wobei der Sensor (5) über Haltemittel lösbar außen am Zylindergehäuse (1) angeordnet ist. Dabei ist als Haltemittel ein am Zylindergehäuse (1) angeformter Befestigungsabschnitt (7) vorgesehen, der eine zumindest teilweise geschlitzte Ausnehmung (6) zur Aufnahme des Sensors (5) aufweist, deren Schenkel (8a, 8b) mittels eines das Befestigungselement (7) umschließenden Kappenelements (9) gegen den Sensor (5) derart drückbar sind, dass der Sensor (5) innerhalb der Ausnehmung (6) fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Druckmittelzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Druckmittelzylinder kommen als lineare Antriebseinheiten innerhalb automatischer Systeme in vielfältiger Weise zur Anwendung. Ein Druckmittelzylinder besteht prinzipiell aus einem Zylindergehäuse, das durch einen Zylinderboden und einen Zylinderdeckel verschlossen ist. Innerhalb des Zylindergehäuses ist eine Kolbeneinheit gleitend angeordnet, wobei eine Dichtungsanordnung an der Kolbeneinheit eine Abdichtung gegenüber der Innenwandung des Zylindergehäuses bildet. Eine zur Kolbeneinheit gehörige Kolbenstange durchdringt abgedichtet den Zylinderdeckel und weist endseitig mechanische Verbindungsmittel auf. Zur Bewegung der Kolbeneinheit wird das Innere des Zylindergehäuses über äußere Druckmittelanschlüsse mit Druckmittel beaufschlagt. Um im Rahmen von automatisierten Systemen die aktuelle Stellung der Kolbeneinheit innerhalb des Zylindergehäuses erfassen zu können, werden Sensoren verwendet, die über Haltemittel meist lösbar am Zylindergehäuse angeordnet sind.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors ist aus dem Produktkatalog "Know-how in Pneumatics" (Druck-Nr. 0001000601, 01.09.1998, Seiten 1.207 ff) bekannt. Zum einen können Sensoren mittels eines Klemmstückes am Zylindergehäuse befestigt werden, wobei das Klemmstück mittels einer Schraube an einen Zuganker des Druckmittelzylinders gehalten wird. Weiterhin kann entlang des Zylindergehäuses auch eine schwalbenschwanzförmige Nut vorgesehen werden, in der der Sensor über eine korrespondierende Anformung einschiebbar ist. Die Position des Sensors wird danach über eine Klemmschraube gesichert. Diese bekannten Klemmlösungen zur Befestigung eines Sensors an einem Druckmittelzylinder haben den Nachteil, dass die Fixierung über eine Verschraubung hergestellt wird, wozu ein zusätzliches Werkzeug - beispielsweise ein Schraubendreher - eingesetzt werden muss. Weiterhin ist der außen am Druckmittelzylinder angebrachte Sensor durch eine äußere Krafteinwirkung verschiebbar, so dass ein ungenaues Messergebnis entstehen kann.

Allgemein bekannt sind weiterhin auch Befestigungslösungen, die sich eines Einschraubgewinde bedienen, das direkt am Sensor angeformt ist. Hierbei kann es jedoch beim Einstellen der Sensorposition über die Einschraubtiefe zum Verdrillen der abgehenden Sensorleitungen kommen.

Die DE 44 10 363 A1 offenbart eine weitere Befestigungslösung, bei der in beiden Zylinderdeckeln je ein kapazitiver Sensor innerhalb einer Ausnehmung derart untergebracht ist, dass die Position des im Zylinder angeordneten Kolbens bestimmbar ist. Die Ausnehmung gestattet nicht eine Verstellung der Position des Sensors relativ zum Druckmittelzylinder und bedarf weiterhin auch zusätzlicher Fixiermaßnahmen bei der Befestigung.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Druckmittelzylinder zu schaffen, die zum einen eine einfache Montage des Sensors am Druckmittelzylinder ermöglicht und weiterhin eine zuverlässige Befestigung sicherstellt.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungsformen der Erfindung wieder.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass als Haltemittel für den Sensor ein am Zylindergehäuse angeformter Befestigungsabschnitt vorgesehen ist, der eine zumindest teilweise geschlitzte Ausnehmung zur Aufnahme des Sensors aufweist, deren Schenkel mittels eines das Befestigungselement umschließenden aufschiebbaren Kappenelementes gegen den Sensor derart drückbar sind, dass der Sensor innerhalb der Ausnehmung fixiert ist.

Damit wendet sich die erfindungsgemäße Lösung vom Prinzip einer Verschraubung ab, so dass hier keine zusätzlichen Werkzeuge mehr für die Montage oder Demontage des Sensors erforderlich sind. Da der Befestigungsabschnitt mit der Ausnehmung zur Aufnahme des Sensors direkt am Zylindergehäuse angeformt ist, ist zur Montage oder Demontage des Sensors lediglich im ersten Schritt ein Einschieben des Sensors in die Ausnehmung und im zweiten Schritt eine Fixierung des Sensors innerhalb der Ausnehmung über das Kappenelement erforderlich. Vorzugsweise ist der Befestigungsabschnitt im Boden- oder Deckelbereich des Zylindergehäuses angeformt, um die jeweilige Endlage der innenliegenden Kolbeneinheit erfassen zu können. Es ist jedoch auch denkbar, den Befestigungsabschnitt außenradial im Zylinderbereich des Zylindergehäuses, also zwischen dem Bodenbereich und dem Deckelbereich anzuordnen, falls ein bestimmter Einsatzfall dies erfordert.

Gemäß einer die Erfindung verbessernden Maßnahme weist der Sensor eine strukturierte Oberfläche auf, so dass korrespondierende hakenförmige Anformungen im Endbereich der Schenkel in diese Oberflächenstruktur des Sensors innerhalb der Ausnehmung zum Eingriff kommen können. Durch diese überwiegend formschlüssige Verbindung des Sensors innerhalb der Ausnehmung wird eine besonders zuverlässige Lagefixierung des Sensors realisiert. Die strukturierte Oberfläche des Sensors kann vorzugsweise rippenartig oder schraubenlinienförmig ausgebildet sein, so dass im Zusammenwirken mit den hakenförmigen Anformungen im Endbereich der Schenkel eine fein abgestufte Einstellung der Lage des Sensors innerhalb der Ausnehmung möglich ist. Hierdurch kann eine optimale Ausrichtung des Sensors relativ zur Kolbeneinheit erfolgen. Diese Einstellung wird anschließend durch das Kappenelement gesichert.

Alternativ hierzu kann auch eine überwiegend kraftschlüssige Fixierung des Sensors innerhalb der Ausnehmung erfolgen, indem der Sensor eine im wesentlichen glatte Oberfläche aufweist, wobei die Schenkel des Befestigungsabschnitts im wesentlichen flächig am Sensor drückend zur Anlage kommen. Hiermit ist eine stufenlose Einstellung des Sensors möglich.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung kann in einfacher Weise ein wirkungsvoller Schutz des am Druckmittelzylinder angeordneten Sensors gegen Feuchtigkeit und Verschmutzung erfolgen, indem das Kappenelement die Ausnehmung des Befestigungsabschnittes vollständig verschließt, wobei ein zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Kappenelement angeordneter Dichtring vorgesehen ist. Eine analoge Schutzmaßnahme kann auch für die elektrischen An schlussleitungen des Sensors vorgesehen werden, falls diese durch eine Öffnung im Boden der Ausnehmung ins Freie herausgeführt werden. Hierbei kann eine Kabeldichtung in die Öffnung des Bodens eingesetzt werden.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben bzw. werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweise Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Druckmittelzylinder mittels Kraftschluss und

Fig. 2 einen teilweise Längsschnitt mit Detailansicht einer alternativen Ausgestaltungsform für eine Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors an einem Druckmittelzylinder mittels Formschluss.

Der in Fig. 1 in einem wesentlichen Ausschnitt dargestellte Druckmittelzylinder besitzt ein Zylindergehäuse 1 in dem eine längsbewegbare Kolbeneinheit 2 angeordnet ist, die über eine Dichtungsanordnung 3 an der inneren Wandung des Zylindergehäuses 1 zur Anlage kommt und insoweit innenliegende, nicht weiter dargestellte, über ein Druckmittel beaufschlagbare Druckkammern bildet. Die Kolbeneinheit 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit Permanentmagneten 4 als Signalgeber versehen, die eine Lagebestimmung der Kolbeneinheit 2 innerhalb des Zylindergehäuses 1 mittels eines induktiven Sensors 5 ermöglichen.

Der Sensor 5 ist ortsfest gegenüber dem Zylindergehäuse 1 innerhalb einer Ausnehmung 6 über einen am Zylindergehäuse 1 angeformten Befestigungsabschnitt 7 gehalten. Die Ausnehmung 6 ist geschlitzt ausgeführt, so dass am Befestigungsabschnitt 7 zwei Schenkel 8a und 8b ausgebildet sind. Beide Schenkel 8a und 8b werden mittels eines Kappenelements 9 gegen die Außenfläche des Sensors 5 gepresst, so dass der Sensor 5 innerhalb der Ausnehmung 6 fixiert ist. Eine Längsverstellung des Sensors 5 innerhalb des Endlagenbereiches der Kolbeneinheit 2 ist jedoch innerhalb der Ausnehmung 6 zur Justierung vor der Montage des Kappenelements 9 möglich. Um eine Justierung des Sensors 5 innerhalb der Ausnehmung 6 durch dessen Anschlussleitungen 10 nicht zu behindern, verlaufen diese durch eine Öffnung 11 im Bodenbereich der Ausnehmung 6. Die Öffnung 11 mündet in einen von außen her abgeschlossenen und nicht weiter dargestellten Kabelkanal für die Anschlussleitungen 10. Um ein Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in die Ausnehmung 6 zu verhindern, verschließt das Kappenelement 9 vollständig die Ausnehmung 6, wobei ein zwischen dem Kappenelement 9 und dem Befestigungsabschnitt 7 angeordneter Dichtring 12 vorgesehen ist.

Nach dem Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 ist im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Oberfläche des Sensors 5 mit einer rippenartig strukturierten Oberfläche versehen. Wie aus der Detaildarstellung D genauer hervorgeht, greifen im Endbereich der Schenkel 8a und 8b angeordnete hakenförmige Anformungen 13 in die rippenartig strukturierte Oberfläche des Sensors 5 ein, um insoweit eine überwiegend formschlüssige Fixierung des Sensors 5 innerhalb der Ausnehmung 6 zu realisieren. Diese formschlüssige Fixierung des Sensors 5 verhindert zuverlässig eine ungewollte Lageveränderung des Sensors 5 innerhalb der Ausnehmung 6. Weiterhin erleichtert dieses formschlüssige Zusammenwirken zwischen dem Sensor 5 und den am Befestigungsabschnitt 7 befindlichen Schenkeln 8a und 8b die Justage des Sensors 5 relativ zur Kolbeneinheit 2.

Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, die trotz anders ausgestalteter Ausführung von der beanspruchten Lösung Gebrauch machen. So ist die Wahl des Sensors nicht auf induktive Sensoren beschränkt. Stattdessen kann beispielsweise auch ein Read-Schalter oder dergleichen verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1

Zylindergehäuse

2

Kolbeneinheit

3

Dichtung

4

Permanentmagnet

5

Sensor

6

Ausnehmung

7

Befestigungsabschnitt

8

Schenkel

9

Kappenelement

10

Anschlussleitungen

11

Öffnung

12

Dichtring

13

Anformung

Claims

1. Vorrichtung zur Befestigung eines Sensors (5) an einem Druckmittelzylinder, der im wesentlichen aus einem Zylindergehäuse (1) mit einer innenliegend längs bewegbaren Kolbeneinheit (2) besteht, wobei der Sensor (5) über Haltemittel lösbar außen am Zylindergehäuse (1) angeordnet ist, wobei als Haltemittel ein am Zylindergehäuse (1) angeformter Befestigungsabschnitt (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (7) eine zumindest teilweise geschlitzte Ausnehmung (6) zur Aufnahme des Sensors (5) aufweist, deren Schenkel (8a, 8b) mittels eines das Befestigungselement (7) umschließenden Kappenelements (9) gegen den Sensor (5) derart drückbar sind, dass der Sensor (5) innerhalb der Ausnehmung (6) fixiert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur überwiegend formschlüssigen Fixierung des Sensors (5) innerhalb der Ausnehmung (6) der Sensor (5) eine strukturierte Oberfläche aufweist, in die korrespondierende hakenförmige Anformungen (13) im Endbereich der Schenkel (8a, 8b) zum Eingriff kommen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Oberfläche des Sensors (5) rippenartig oder schraubenlinien förmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur überwiegend kraftschlüssigen Fixierung des Sensors (5) innerhalb der Ausnehmung (6) der Sensor (5) eine im wesentlichen glatte Oberfläche aufweist, wobei die Schenkel (8a, 8b) im wesentlichen flächig am Sensor (5) drückend zur Anlage kommen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlussleitungen (10) des Sensors (5) durch eine abgedichtete Öffnung (11) im Boden der Ausnehmung (6) verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kappenelement (9) die Ausnehmung (6) des Befestigungsabschnittes (7) vollständig verschließt, wobei ein dazwischen angeordneter Dichtring (12) gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit und Verschmutzung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5) als induktiver Sensor aufgebaut ist, wobei an der Kolbeneinheit (2) ein Permanentmagnet (4) als Signalgeber angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Befestigungseinheit (7) und das Kappenelement (9) aus Kunststoff im Spritzgussverfahren hergestellt sind.