DE10101765B4

DE10101765B4 - Druckmittelzylinderanordnung mit einem Sensor

Info

Publication number: DE10101765B4
Application number: DE10101765A
Authority: DE
Inventors: Staffan Hedlund
Original assignee: Bosch Rexroth Teknik AB
Current assignee: Bosch Rexroth Teknik AB
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: EP1223347A3; DE10101765A1; DE50202874D1; EP1223347A2; EP1223347B1

Abstract

Druckmittelzylinderanordnung mit einem Sensor (3), der an zumindest einer Nut (2) befestigt ist, die entlang der Außenfläche des Zylindergehäuses (1) verläuft, um die Position eines Kolbens (4) zu detektieren, der innerhalb des Zylindergehäuses (1) zur Erzeugung einer mechanischen Kraft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) komplett von im wesentlichen rohrartigen, separaten Kapselmitteln zur Abdichtung des Sensors (3) von negativen Umwelteinflüssen umgeben ist, und dass die rohrartigen, separaten Kapselmittel in einer Nut (2) des Zylindergehäuses (1) eingesetzt sind, wobei der Querschnitt der Nut (2) zumindest teilweise an die äußere Form der separaten Kapselmittel angepasst ist, um auch die Nut (2) vor negativen Umwelteinflüssen abzudichten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckmittelzylinderanordnung mit einem Sensor, der an zumindest einer axial an der Außenfläche des Zylindergehäuses verlaufenden Nut angeordnet ist gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich speziell auf Kapselmittel zur Abdichtung des Sensors.
Wie allgemein bekannt ist, besitzt ein Druckmittelzylinder einen innen liegenden Kolben, der mit einer Kolbenstange in Verbindung steht. Die Ansteuerung des Druckmittelzylinders hängt von der axialen Position der Kolbenstange ab. Da in vielen Einsatzfällen eine genaue Positionierung der Kolbenstange gewünscht wird, ist gewöhnlich mindestens ein Sensor zur Ermittlung der Positionsparameter des Kolbens vorgesehen. Der Kolben ist innerhalb des Zylindergehäuses abgedichtet gleitend geführt und wird durch ein Druckmittel – beispielsweise Druckluft – angetrieben. In den meisten Einsatzfällen ist der Druckmittelzylinder doppelseitig beaufschlagbar, d.h. daß Druckluft in beide Enden des Zylindergehäuses eingegeben werden kann, um die Kolbenstange in beide Richtungen zu bewegen. Meist ist der Kolben mit einem Permanentmagnet ausgestattet, um die Position des Kolbens innerhalb des Zylindergehäuses exakt durch entsprechende Sensormittel bestimmen zu können. Wenn der Kolben sich relativ zum Zylindergehäuse bewegt, so kann der Sensor die Position des Kolbens bei Passieren durch die Wandung des Zylindergehäuses hindurch ermitteln.

Ein Druckmittelzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 197 16 736 A1 bekannt. Der Druckmittelzylinder umfaßt ein Zylindergehäuse, an welchem eine langgestreckte Befestigungsnut im Bereich einer Seitenkante des Zylindergehäuses ausgebildet ist. Ein Sensor ist innerhalb dieser Nut durch Schrauben befestigbar, um eine kraft- und formflüssige Verbindung zwischen der Befestigungsnut und dem Sensor zu schaffen. Die Nut wird mittels einer transparenten abgewinkelten Abdeckleiste verschlossen. Die Abdeckleiste ist an die äußere Gestalt des Zylindergehäuses angepaßt und am Zylindergehäuse über den Sensor hinweg verlaufend angebracht. Die Abdeckleiste ist am Zylindergehäuse durch eine Clipverbindung mittels zweier am Zylindergehäuse ausgebildeter paralleler Befestigungsnuten fixiert.

In bestimmten Einsatzfällen tritt jedoch das Problem auf, daß die Abdeckleiste aus den Befestigungsnuten gelangen kann, beispielsweise bei einer Reinigung des Druckmittelzylinders mit Druckluft oder einem Wasserstrahl. In Ergebnis dessen können Schmutz und Bakterien in den Nutbereich des Zylindergehäuses gelangen. Weiterhin besitzt die bekannte Befestigungsnut eine komplizierte Querschnittsform und separate Befestigungsmittel sind zur Fixierung des Sensors innerhalb der Befestigungsnut erforderlich.

Aus der DE 40 41 090 A1 geht eine Befestigungsvorrichtung für einen Sensor in einer äußeren Nut eines Druckmittelzylinders hervor. Der im Querschnitt gesehen runde Sensor wird in die Befestigungsvorrichtung unter Bildung einer Klemmverbindung eingespannt. Über die Befestigungsvorrichtung wird der Sensor innerhalb der Nut des Druckmittelzylinders fixiert. Der magnetfeldempfindliche Schalter des Sensors ist in einem geschlossenem Gehäuse untergebracht. Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass die Befestigungsvorrichtung nicht die Nut des Druckmittelzylinders vor äußeren Umwelteinflüssen schützt. Vielmehr bietet die recht zerklüftete Formgebung der Befestigungsvorrichtung viele Anhaftbereiche für Schmutz und Feuchtigkeit.

Aus der DE 196 43 413 C2 geht eine gattungsgemäße Druckmittelzylinderanordnung hervor. Der Sensor ist hier innerhalb einer entlang der Außenfläche des Zylindergehäuses verlaufenden Nut untergebracht. Obwohl im Vergleich zum vorstehend diskutierten Stand der Technik hier eine separate, das Sensorgehäuse umgreifende Befestigungsvorrichtung nicht vorgesehen ist, können sich auch hier Schmutz und Wasser innerhalb der Nut und im Bereich des Sensors absetzen. Ein ausreichender Schutz des Sensors vor negativen Umwelteinflüssen ist somit nicht gegeben.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckmittelzylinderanordnung mit einem Sensor zu schaffen, bei der der Sensor auf einfache Weise innerhalb einer Nut eines Zylindergehäuses montierbar ist und bei der eine geschützte Unterbringung des Sensors am Zylindergehäuse garantiert ist.

Die Aufgabe wird ausgehend von einer Druckmittelzylinderanordnung der vorstehend beschriebenen Art durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Somit schafft die Erfindung unabhängig vom Sensor verwendbare rohrartige Kapselmittel, die den Sensor komplett umschließen, um diesen vor negativen Umwelteinflüssen zu schützen. Die rohrartigen Kapselmittel sind in eine Nut des Zylindergehäuses eingesetzt, wobei der Querschnitt der Nut zumindest teilweise an die äußere Gestalt der Kapselmittel angepasst ist, um auch die Nut vor negativen Umwelteinflüssen zu schützen.

Damit können weitere Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder dergleichen, zur Befestigung des Sensors gänzlich entfallen. Der Sensor ist wasserdicht innerhalb der rohrartigen Kapselmittel unterbringbar, so dass negative Umwelteinflüsse, wie Schmutz, Staub, Wasser etc. nicht den Sensor erreichen können. Weiterhin ist auch die Nut vor diesen negativen Umwelteinflüssen geschützt.

Vorzugsweise bestehen die rohrartigen Kapselmittel im einzelnen aus einem Rohrelement, das durch zwei endseitig angeordnete Deckelelemente zu beiden verschließbar ist. Der zum Anschluss des Sensors dienende Kabel verläuft hierbei vorzugsweise abgedichtet durch eine Bohrung, die in eines der Deckelelemente eingebracht ist. Alternativ hierzu können die rohrartigen Kapselmittel auch aus einem einzigen Rohrelement bestehen, das über zusammengedrückte Endbereiche verschließbar ist. In diesem Falle kann auf separate Deckelelemente zu beiden Endseiten des Rohrelements gänzlich verzichtet werden.

Es kann von Vorteil sein, wenn das Rohrelement aus einem transparenten Plastikmaterial angefertigt wird, so daß die Position des Sensors von außen her gut sichtbar ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Zylindergehäuse mit einer metrischen Skala ausgestattet, die entlang der Nut angeordnet ist, um den Hub des innen liegenden Kolbens zur Positionierung des Sensors entlang der Nut anzuzeigen. Es ist auch möglich, die metrische Skala direkt entlang des Rohrelements vorzusehen, um eine Positionierung des innen liegenden Sensors relativ zum Rohrelement zu ermöglichen.

Weiterhin können Abschirmmittel zum Schutz der elektronischen Meßmittel des Sensors gegen ein einstrahlendes magnetisches Streufeld vorgesehen werden. Die Abschirmmittel werden in diesem Falle vorzugsweise zwischen dem Sensor und der inneren Fläche des Rohrelements angeordnet.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt:

Kurze Beschreibung der Figuren

1 schematische Querschnittsansicht eines Druckmittelzylinders mit dem Sensor, der erfindungsgemäß innerhalb einer Nut angeordnet ist,

2 Längsschnitt durch die rohrartigen Kapselmittel im Bereich A-A gemäß 1, und

3 schematische Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der rohrartigen Kapselmittel.

Die 1 zeigt einen Druckmittelzylinder mit einem Zylindergehäuse 1. Eine im wesentlichen im Querschnitt kreisförmige Nut 2 erstreckt sich entlang des Zylindergehäuses 1. Innerhalb der Nut 2 ist ein Sensor 3 angeordnet, der zur Ermittlung der Position eines Kolbens 4 dient. Der Kolben 4 ist innerhalb des Zylindergehäuses 1 gleitend geführt. Der Sensor 3 ermittelt die Position des innen liegenden Kolbens 4 durch die Wand des Zylindergehäuses 1 hindurch, wenn der Kolben 4 den Sensor 3 passiert.
Erfindungsgemäß ist der Sensor 3 komplett von separaten rohrartigen Kapselmitteln umgeben, die im wesentlichen aus einem Rohrelement 5 zur Abdichtung des Sensors 3 vor negativen Umwelteinflüssen bestehen. Die rohrartigen Kapselmittel sind innerhalb der Nut 2 des Zylindergehäuses 1 angeordnet, derart, daß zwischen den zu verbindenden Teilen eine reibschlüssige Verbindung hergestellt ist. Da der Querschnitt der Nut 2 an die äußere Form des Rohrelements 5 angepaßt ist, ist durch diese Anordnung außerdem ein Schutz der Nut 2 vor negativen Umwelteinflüssen, wie Schmutz oder Wasser, sichergestellt.
Die rohrartigen Kapselmittel bestehen, wie aus 2 hervorgeht, aus dem Rohrelement 5, das endseitig durch je ein Deckelelement 6 und 7 verschlossen ist. Ein am Sensor 3 angebrachtes Kabel 8 schafft eine Leitungsverbindung zu einer (hier nicht gezeigten) zentralen Steuerungseinheit, die die Daten von einem oder mehreren derartigen Sensoren erfaßt und verarbeitet. Der Kabel 8 verläuft abgedichtet durch eine Bohrung 9, die in einem der Deckelelemente 7 vorgesehen ist. Das Rohrelement 5 und die Deckelelemente 6 und 7 bestehen aus Plastik, wobei das Rohrelement 5 transparent ist, um die Position des Sensors 3 innerhalb des Rohrelements 5 relativ zur Nut 2 ausrichten zu können.
Ein Rohrelement 5a gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung nach 3 besitzt zwei lippenförmige Anformungen 10a und 10b, um einen maximalen Schutz der Nut 2 vor negativen Umwelteinflüssen sicherzustellen. Diese lippenförmigen Anformungen 10a und 10b bewahren die Nut 2 vor einem Eindringen von Schmutz, Wasser oder Bakterien, welche insoweit nicht in die Nut 2 gelangen können. Die innere Querschnittsform des Rohrelements 5a ist zur Lagefixierung an den Querschnitt des Sensors 2 angepaßt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele; es ist vielmehr auch eine Abwandlung hiervon im Rahmen des Schutzbereiches der Ansprüche denkbar.

1: Zylindergehäuse
2: Nut
3: Sensor
4: Kolben
5: Rohrelement
6: Deckelelement
7: Deckelelement
8: Kabel
9: Bohrung
10: lippenförmige Anformung

Claims

Druckmittelzylinderanordnung mit einem Sensor (3), der an zumindest einer Nut (2) befestigt ist, die entlang der Außenfläche des Zylindergehäuses (1) verläuft, um die Position eines Kolbens (4) zu detektieren, der innerhalb des Zylindergehäuses (1) zur Erzeugung einer mechanischen Kraft angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) komplett von im wesentlichen rohrartigen, separaten Kapselmitteln zur Abdichtung des Sensors (3) von negativen Umwelteinflüssen umgeben ist, und dass die rohrartigen, separaten Kapselmittel in einer Nut (2) des Zylindergehäuses (1) eingesetzt sind, wobei der Querschnitt der Nut (2) zumindest teilweise an die äußere Form der separaten Kapselmittel angepasst ist, um auch die Nut (2) vor negativen Umwelteinflüssen abzudichten.
Druckmittelzylinderanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrartigen Kapselmittel ein Rohrelement (5) umfassen, das mit zwei endseitig zu beiden Enden des Rohrelements (5) angeordneten Deckelelementen (6, 7) verschlossen ist.
Druckmittelzylinderanordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3) mit einem Kabel (8) zur elektrischen Anbindung des Sensors (3) mit einer zentralen Datenverarbeitungseinheit ausgestattet ist, wobei das Kabel (8) abgedichtet durch eine Bohrung (9) innerhalb eines der Deckelelemente (7) verläuft.
Druckmittelzylinderanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrartigen Kapselmittel aus nur einem Rohrelement bestehen, das zusammengepreßte Endbereiche aufweist, um das Rohrelement zu beiden Endseiten zu verschließen.
Druckmittelzylinderanordnung gemäß einem der Ansprüche 2 – 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (5) und/oder die Deckelelemente (6, 7) aus einem Plastikmaterial bestehen.
Druckmittelzylinderanordnung gemäß einem der Ansprüche 2 – 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrelement (5) und/oder die Deckelelemente (6, 7) aus einem transparenten Material bestehen.
Druckmittelzylinderanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (1) mit einer entlang der Nut (2) angeordneten Skala ausgestattet ist, die dem Hub des innen liegenden Kolbens (4) entspricht, um den Sensor (3) innerhalb der Nut (2) zu justieren.
Druckmittelzylinderanordnung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 2 – 7, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Rohrelements (5) eine Skala vorgesehen ist, um den innen liegenden Sensor (3) relativ zum Rohrelement (5) zu positionieren entsprechend des Hubs des innen liegenden Kolbens (4).
Druckmittelzylinderanordnung gemäß einem der Ansprüche 2 – 8, dadurch gekennzeichnet, daß Abschirmungsmittel zum Schutz der innerhalb des Sensors (3) angeordneten elektronischen Meßmittel gegen ein störendes magnetisches Streufeld zwischen dem Sensor (3) und der Innenfläche des Rohrelements (5) angeordnet sind.