DE102004044950A1 - Hydrozylinder - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist ein Hydrozylinder mit einem magnetostriktiven Wegmeßsystem zur Erfassung einer Relativverschiebung zwischen einem Kolben und einem Zylindergehäuse des Hydrozylinders. Ein Wellenleiter des Wegmeßsystems mit der Meßelektronik ist erfindungsgemäß an einer Kolbenstange und ein Positionsgeber des Wegmeßsystems am Zylindergehäuse gelagert. Erfindungsgemäß erfolgt die Druckmittelversorgung des zumindest einen Zylinderraums des Hydrozylinders durch den Kolben hindurch, wobei die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse stirnseitig am Kolben ausgebildet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen mit einem Wegmeßsystem ausgeführten Hydrozylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Bei Hydraulikzylindern erfolgt eine Wegmessung üblicherweise zum Anzeigen der aktuellen Position des Zylinders oder zur Lage- oder Geschwindigkeitsregelung, wobei die Zylinderposition als Istwert einem Regelkreis zugeführt wird. Dabei hat sich die magnetostriktive Wegmessung als besonders geeignet herausgestellt. Derartige Hydroyzylinder sind beispielsweise in der US 6,722,261 B1 , der US 6,509,733 B2 oder der US 6,745,666 B2 beschrieben. Bei diesen bekannten Lösungen ist ein Wellenleiter, der im Prinzip aus einem einen Kupferleiter umgebenden Rohr besteht, an einem Boden eines Zylindergehäuses des Hydraulikzylinders befestigt. Dieser Wellenleiter wirkt mit einem. Positionsgeber zusammen, der durch einen Permanentmagneten gebildet ist. Dieser ist an einer Kolbenstange des Hydrozylinders gelagert, so dass beim Ausfahren des Hydrozylinders die Relativposition des Positionsgebers mit Bezug zum Wellenleiter verändert wird.
  • Über eine ebenfalls am Zylinder angeordnete Meßelektronik wird der Wellenleiter mit einem Stromimpuls beaufschlagt, der ein Magnetfeld erzeugt, das sich mit dem vom Positiongeber erzeugten Magnetfeld überlagert. Im Überlagerungsbereich entsteht eine elastische Verformung des Wellenleiters durch Magnetostriktion. Diese Verformung erzeugt im Wellenleiter eine sich ausgehend von der Position des Permanentmagneten zu den beiden Endabschnitten hin ausbreitende mechanische Welle, deren Fortpflanzungsgeschwindigkeit sehr hoch ist und die äußerst unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Temperatur, Verschmutzung etc. ist. An einem Endabschnitt des Wellenleiters ist ein Signalwandler angeordnet, der durch Umkehrung der magnetostriktiven Effekts ein Signal erzeugt, so dass aus der Wellenlaufzeit, d.h., derzeit vom Aufgeben des Stromimpulses bis zum Erzeugen des elektrischen Signals am Signalwandler, auf den Abstand zwischen dem Positionsgeber und dem Signalwandler geschlossen werden kann. Aus diesem Abstand kann dann auf einfache Weise die Position des Hydrozylinders bestimmt werden.
  • Nachteilig bei den bekannten Lösungen ist, dass erheblicher Bauraum für die Anbringung der Meßelektronik sowie für die hydraulischen Anschlüsse des Hydrozylinders erforderlich ist.
  • In der WO 02/20997 A2 wird ein Hydrozylinder mit magnetostriktivem Meßsystem beschrieben, bei dem die Meßelektronik stirnseitig in einer Ausnehmung eines Zylindergehäuses des Hydrozylinders aufgenommen ist. Die Stromversorgung und die Signalleitungen werden dann von dieser stirnseitig eingebauten Steuerelektronik durch die Aussenwandungen des Zylindergehäuses zu einem Flansch geführt, in dessen Bereich auch die hydraulischen Anschlüsse ausgebildet sind. Auch bei dieser Lösung ist ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand zur Realisierung der elektrischen und hydraulischen Anschlüsse erforderlich. Desweiteren ist ein den bekannten Lösungen die Montage und die Wartung erschwert, da die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse im montierten Zustand des Hydrozylinders schwierig zugänglich sind.
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Hydrozylinder mit magnetostriktivem Wegmeßsystem zu schaffen, der kompakt aufgebaut ist und eine einfache Montage und Wartung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch, einen Hydrozylinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Wellenleiter des magnetostriktiven Wegmeßsystems mit der dazugehörigen Meßelektronik an einer Kolbenstange des Hydrozylinders gelagert, während der mit dem Wellenleiter zusammenwirkende Positionsgeber am Zylindergehäuse befestigt ist. Die Druckmittelversorgung des oder der Zylinderräume des Hydrozylinders erfolgt durch den Kolben hindurch, wobei die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse stirnseitig am Kolben ausgebildet werden. D.h. erfindungsgemäß sind die Stromversorgung und die Signalleitungen sowie die Meßelektronik an der Kolbenstirnseite angeordnet und somit sehr gut zugänglich, wobei der Bauraum aufgrund der Druckmittelzufuhr durch den Kolben hindurch minimal ist.
  • Diese Lösung läßt sich besonders vorteilhaft einsetzen, wenn der Kolben feststehend gelagert und das Zylindergehäuse des Hydrozylinders verschiebbar geführt ist.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Zylindergehäuse ein Zylinderohr, das stirnseitig von einem Bodenstück und von einem Endstück verschlossen ist, das von einer Kolbenstange des Kolbens durchsetzt wird.
  • Dieses Endstück wird vorzugsweise zweiteilig mit einer Buchse und einer Abschlußscheibe ausgebildet, wobei die Buchse in eine Aufnahme des Zylinderrohrs eingeschraubt ist. In dieser Aufnahme wird die Abschlußscheibe mittels zumindest einer Radialschraube gegen Verdrehen gesichert.
  • Entsprechend kann auch das Bodenstück in das Zylinderrohr eingeschraubt und mit einer weiteren Radialschraube gesichert werden.
  • Bei der vorbeschriebenen Variante hat die Buchse stirnseitig eine Vielzahl von gleichmäßig auf einem gemeinsamen Teilkreis gelegenen Gewindebohrungen zum Ansetzen eines Werkzeuges, über das die Buchse mit vergleichsweise großem Drehmoment in die Aufnahme des Zylindersrohrs einsetzbar ist. Nach dem Einsetzen der Buchse wird die Abschlußscheibe an der eingeschraubten Buchse mittels Schrauben befestigt, die in einige der Gewindebohrungen eingreifen.
  • Erfindungsgemäß wird der Positionsgeber in einem an dem Bodenstück befestigten Tragrohr gehalten. Dieses taucht in eine Axialbohrung des Kolbens ein und hat eine Sacklochbohrung, in die der am Kolben befestigte Wellenleiter hineinragt.
  • Die Führung zwischen dem Aussenumfang des Tragrohrs und der Innenumfangsfläche der Axialbohrung des Kolbens erfolgt vorzugsweise über Führungsbänder.
  • Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Positionsgeber in eine Stirnausnehmung des Tragrohrs eingesetzt, wobei die stirnseitige Anlage des Positionsgebers vorzugsweise über eine Distanzstück aus nicht magnetisierbaren Material erfolgt.
  • Die Axialfixierung des Positionsgebers erfolgt dabei vorzugsweise mittels einer Fixierschraube, die in die Stirnausnehmung des Tragrohrs eingeschraubt ist. Auch diese Fixierschraube wird vorzugsweise aus einem nicht magnetisierbaren Material hergestellt.
  • Ein vom Kolben und von der Stirnfläche des Tragrohrs begrenzter Raum wird zum Druckmittelvolumenausgleich erfindungsgemäß über die Sacklochbohrung, zumindest eine in dieser mündende Radialbohrung und über einen Ringspalt zwischen dem Tragrohraussenumfang und der Innenumfangsfläche der Axialbohrung mit einem Druckmittelraum des Hydrozylinders verbunden.
  • Bei einem besonders einfach aufgebauten Ausführungsbeispiel hat der Kolben einen an die Kolbenstange angesetzten Kolbenstangenflansch, an dem stirnseitig die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse ausgebildet sind.
  • Dabei ist jeder der Druckmittelanschlüsse über eine den Kolbenstangenflansch durchsetzende, schräg angestellte Schrägbohrung und durch einen den Kolben durchsetzenden Kanal mit dem zugehörigen Druckmittelraum verbunden, so dass die Leitungsführung gegenüber den eingangs genannten Lösungen wesentlich vereinfacht ist. Die Zuführung von Druckmittel durch den Kolben hindurch ist per se bereits aus der DE-U-83 10 026 bekannt.
  • Die Herstellung des Kolbens ist besonders einfach, wenn der Kolbenbund und die Kolbenstange einstückig ausgebildet sind, wobei die Axialbohrung den Kolbenbund und die Kolbenstange durchsetzt und stirnseitig von dem Kolbenstangenflansch verschlossen ist, der mit der Kolbenstange verschraubt ist.
  • Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
  • Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hydrozylinders mit magnetostriktivem Wegmeßsystem;
  • 2 eine vergrößerte Teildarstellung des Hydrozylinders aus 1;
  • 3 eine Seitenansicht des Hydrozylinders aus 1 von links;
  • 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B in 3;
  • 5 einen Schnitt entlang der Linie D-D in 1 und
  • 6 einen Teilschnitt entlang der Linie E-E in 3.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Hydrozylinder 1, dessen Kolben 2 feststehend – beispielsweise an einem Maschinengestell – gelagert ist, während ein Zylindergehäuse 4 in Axialrichtung beweglich geführt ist. Diese Führung kann beispielsweise über eine Buchse erfolgen, die den Aussenumfang des Zylindergehäuses 4 umgreift.
  • Das Zylindergehäuse 4 besteht im wesentlichen aus einem Zylinderohr 6, das stirnseitig von einem Bodenstück 8 und von einem Endstück 10 verschlossen ist. Dieses Endstück ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig mit einer Buchse 12 und einer Abschlußscheibe 14 ausgeführt. Das Endstück 10 wird von einer Kolbenstange 16 des Kolbens 2 durchsetzt, wobei am Endabschnitt der Kolbenstange ein Kolbenstangenflansch 18 befestigt ist. An dem vom Kolbenstangenflansch 18 entfernten anderen Endabschnitt der Kolbenstange 16 ist ein Kolbenbund 20 ausgebildet, über den das Zylindergehäuse 4 in einen bodenseitigen Zylinderraum 21 und einen kolbenstangenseitigen Ringraum 22 unterteilt ist. Zur Abdichtung des Zylinderraums 21 gegenüber dem Ringraum 22 ist am Aussenumfang des Kolbenbunds 20 eine Dichtungsanordnung 23 vorgesehen.
  • Die Axialverschiebung des Zylindersgehäuses 4 mit Bezug zum feststehenden Kolben 2 wird über ein magnetostriktives Wegmeßsystem 24 erfaßt, das im wesentlichen aus der Meß- oder Auswerteelektronik 26, einem am Kolbenstangenflansch 18 befestigten Wellenleiter 28 und einem mit dem Zylindergehäuse 4 verschiebbaren Positiongeber besteht, der üblicherweise durch einen oder mehrere Permanentmagnete 30 gebildet ist. Der Positionsgeber ist in ein Tragrohr 32 eingesetzt, das mit seinem in 1 rechten Endabschnitt in eine Befestigungsbohrung 34 in der Innenstirnfläche des Bodenstücks 8 eingeschraubt ist. Der Raum zwischen der Stirnfläche der Befestigungsbohrung 34 und der benachbarten Stirnfläche des Tragrohrs 32 ist über eine Winkelbohrung 36 mit dem Zylinderraum 21 verbunden.
  • Das Tragrohr 32 hat eine Sacklochbohrung 38, in die der Wellenleiter 28 eintaucht. Im eingefahrenen Zustand des Hydrozylinders 1 (siehe 1) befindet sich der Endabschnitt der Sacklochbohrung 38 in einem geringen Abstand zum Endabschnitt des Wellenleiters 28. Im Bereich dieses Endabschnitts der Sacklochbohrung 38 sind eine oder mehrere Radialbohrungen 40 vorgesehen, durch die der Mantel des Tragrohrs 32 unterbrochen ist. Diese Radialbohrungen 40 münden einerseits in der Sacklochbohrung 38 und andererseits in einem Ringspalt 42 zwischen der Aussenumfangsfläche des Tragrohrs 32 und der Innenumfangsfläche einer Axialbohrung 44 des Kolbens 2, in die das Tragrohr 32 hineinragt. Dieser Ringspalt 42 ist groß genug, um eine Druckmittelverbindung zwischen den Radialbohrungen 40 und dem Zylinderraum 21 herzustellen. Es kann also über den Ringspalt 42, die Radialbohrungen 40, die Sacklochbohrung 38 sowie einen Spalt zwischen dem Positionsgeber (Permanentmagnet 30) und dem Wellenleiter 28 bei der Axialverschiebung des Zylindergehäuses 4 ein Volumenausgleich zwischen einem Raum 45, der stirnseitig vom Tragrohr 32 einerseits und vom Kolbenstangenflansch 18 andererseits begrenzt ist dem, von Wellenleiter 28 und Sacklochbohrung 38 begrenzten Raum und dem Zylinderraum 21 stattfinden.
  • Wie aus 1 hervorgeht, ist das Bodenstück 8 mit einem Aussengewinde 46 in eine entsprechende Aufnahme des Zylinderrohrs 6 eingeschraubt und dann über eine radial eingesetzte Madenschraube 48 verdrehgesichert. Im Anschluß an das Aussengewinde 46 hat das Bodenstück 8 einen radial etwas zurückgesetzten Vorsprung 50, der dichtend an der Innenumfangsfläche des Zylinderrohrs 6 anliegt und stirnseitig den Zylinderraum begrenzt.
  • Weitere Einzelheiten werden anhand 2 erläutert, die den linken Endabschnitt des Hydrozylinders 1 vergrößert zeigt.
  • Demgemäß sind an einer Planfläche 52 des Kolbenstangenflanschs 18 zwei Hydraulikanschlüsse A, B angeordnet, die über zwei schräg in Richtung zur Zylinderachse verlaufende Schrägkanäle 54, 56 des Kolbenstangenflansches 18 mit Kanälen 58 bzw. 60 verbunden sind, die in der dem Kolbenstangenflansch 18 zugewandten Stirnfläche der Kolbenstange 16 münden.
  • Der Kanal 58 verläuft parallel zur Zylinderachse durch den die Axialbohrung 44 umgreifenden Mantel der Kolbenstange 16 und durch den Kolbenbund 20 (1) hindurch und mündet im Zylinderraum 21. Der in 1 oben liegende Kanal 60 durchsetzt ebenfalls den Mantel der Kolbenstange 16 in Längsrichtung und mündet über einen Radialbohrungsabschnitt 62 (siehe 1) im Ringraum 22. D.h., die Druckmittelzufuhr bzw. -abfuhr erfolgt über die beiden stirnseitig gelegenen Anschlüsse A, B, die beiden Schrägkanäle 54, 56 und die beiden Kanäle 58, 60 zu bzw. von den Druckmittelräumen 21, 22 des Hydrozylinders 1.
  • Das Tragrohr 32 ist mittels Führungsbändern 64 in der Axialbohrung 44 des Kolbens 2 geführt. Derartige Führungsbänder sind auch zwischen Buchse 12 und Kolbenstange 16 sowie zwischen Zylinderrohr 6 und Kolbenbund 20 angeordnet.
  • An dem in 2 linken Endabschnitt des Tragrohrs 32 ist die Sacklochbohrung 38 zu einer Stirnausnehmung 66 erweitert, in die der Permanentmagnet 30 eingesetzt ist. In dem Fall, in dem das Tragrohr 32 oder die Stirnausnehmung 66 aus einem magnetisierbaren Material bestehen, sollte zwischen dem Permanentmagneten 30 und der benachbarten Stirnfläche des Tragrohrs 32 zumindest ein Luftspalt vorgesehen werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird anstelle eines Luftspalts ein Distanzstück 68 verwendet, das an einer stirnseitigen Ringschulter der Stirnausnehmung 66 anliegt und an dem der Permanentmagnet 30 axial abgestützt ist. Die Axialabsicherung nach links erfolgt über eine scheibenförmige Fixierschraube 70, die in die Stirnausnehmung 66 eingeschraubt ist. Diese und das Distanzstück 68 sind aus einem nicht magnetisierbaren Material hergestellt, so dass ein stirnseitiger magnetischer Kurzschluß zum Kolbenstangenflansch 18 und zum Tragrohr 32 nahezu ausgeschlossen ist.
  • Das Distanzstück 68 und die Fixierschraube 70 besitzen eine Bohrung, die kleiner ist als die Bohrung des Permanentmagneten 30, hier durch wird eine mögliche Beschädigung des Permanentmagneten 30 durch den Wellenleiter 28 verhindert.
  • 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie D-D in 1. Demgemäß hat die Fixierschraube 70 zwei Sacklochbohrungen 72, an denen ein Werkzeug zum Einschrauben der Fixierschraube 70 angesetzt werden kann.
  • Der Wellenleiter 28 ist in der Zylinderachse angeordnet und mittels eines Befestigungsabschnitts 74 im Kolbenstangenflansch 18 befestigt und elektrisch mit der Meßelektronik 26 verbunden, die ebenfalls an der Planfläche 52 des Kolbenstangenflanschs 18 festgelegt ist.
  • Wie aus der Seitenansicht gemäß 3 und dem in 4 dargestellten Schnitt entlang der Linie B-B aus 3 hervorgeht, ist der Kolbenstangenflansch 18 über 6 gleichmäßig am Umfang verteilte Flanschschrauben 76 mit der Kolbenstange 16 verbunden. Diese Flanschschrauben 76 werden in die gleiche Stirnfläche der Kolbenstange 16 eingeschraubt, in der auch die beiden Kanäle 58, 60 münden. Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, ist der Teilkreis der Flanschschrauben 76 etwas kleiner gewählt als derjenige Teilkreis, auf dem die beiden Anschlüsse A, B liegen, wobei diese in der Ansicht gemäß 3 etwas radial nach aussen verschoben zwischen zwei benachbarten Schrauben 76 angeordnet sind, wobei diese wiederum die Meßelektronik 26 mit sehr geringem Abstand umgeben, so dass das Anschlußbild sehr kompakt ausgeführt ist und selbst auf engstem Raum auf einfache Weise zugänglich ist.
  • Die Befestigung des Kolbenstangenflansches 18 an einem Maschinengestell oder dergleichen erfolgt gemäß den
  • 3 und 4 mittels Befestigungsbohrungen 78, die auf einem aussenliegenden Teilkreis angeordnet sind.
  • Wie bereits erwähnt, ist das Endstück 10 zweiteilig aus einer Buchse 12 und einer Abschlußscheibe 14 gebildet. Die Buchse 12 ist gemäß den 1, 2 und 4 mit einem Aussengewindeabschnitt 80 mit einem entsprechenden Innengewinde des Zylindersrohrs 6 verschraubt und liegt mit einem Axialvorsprung 82 dichtend an der Innenumfangswandung des Zylinderrohrs 6 sowie an der Aussenumfangswandung der Kolbenstange 16 an. Die Abdichtung der Buchse 12 gegenüber der Kolbenstange 16 erfolgt gemäß 4 über eine Dichtungsanordnung 84.
  • Wie insbesondere 5 entnehmbar ist, sind an der linken (Ansicht nach 1) Ringstirnfläche der Buchse 12 eine Vielzahl von vergleichsweise kleinen Gewindebohrungen 86 ausgebildet, die in vergleichsweise geringem Winkelabstand auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnet sind. Mit Hilfe einer oder mehrerer dieser Gewindebohrungen 86 läßt sich ein Werkzeug ansetzen, über das die Gewindebuchse mit großem Drehmoment mit dem Zylinderohr 6 verschraubbar ist. Nach dem Einschrauben wird dann dieses Werkzeug gelöst und die Abschlußscheibe 14 eingesetzt. Zur Befestigung dieser Abschlußscheibe werden wiederum die Gewindebohrungen 86 verwendet, in die beispielsweise vier Schrauben 88 eingeschraubt werden, die von der Stirnfläche der Abschlußscheibe 14 her eingesetzt werden. Gemäß der Schnittdarstellung in 6, die einen Teilschnitt entlang der Linie E-E in 3 zeigt, sind diese Schrauben 88 in die Abschlußscheibe 14 versenkt, so dass deren Stirnfläche plan ausgeführt ist. Nach dem Fixieren der Abschlußscheibe 14 an der in das Zylinderrohr 6 eingeschraubten Buchse 12 wird – ähnlich wie beim Bodenstück 8 – eine Madenschraube 90 (siehe 2) in Radialrichtung durch den Mantel des Zylinderrohrs 6 geschraubt, wobei das Ende der Madenschraube 90 in einer Ausnehmung liegt, so dass die Abschlußscheibe 14 und damit auch die Buchse 82 verdrehgesichert sind.
  • Soll nun beispielsweise die Dichtungsanordnung 84 überprüft oder ausgewechselt werden, so wird zunächst der Kolbenstangenflansch 18 durch Lösen der Flanschschrauben 76 gelöst und abgenommen. Anschließend wird die Madenschraube 90 herausgeschraubt, die Schrauben 88 gelöst, so dass die Abschlußscheibe 14 in Axialrichtung herausgezogen werden kann. Zur Erleichterung des Herausziehens der Abschlußscheibe 14 sind an deren kolbenstangenflanschseitiger Stirnfläche gemäß 4 Ausziehsacklochbohrungen 92 ausgebildet, die etwa auf dem gleichen Teilkreis wie die Gewindebohrungen 86 liegen.
  • Nach dem Abziehen der Abschlußscheibe 14 kann das vorgenannte Spezialwerkzeug an Gewindebohrungen 86 der Buchse 12 angesetzt werden, um diese aus dem Zylinderrohr 6 herauszudrehen. Die das Bodenstück 8 sichernde Madenschraube 48 verhindert, dass über das zum Herausdrehen der Buchse 12 erforderliche Drehmoment versehentlich das Bodenstück vom Zylinderrohr 6 gelöst wird. In umgekehrter Weise wird beim Abnehmen des Bodenstücks 8 dessen Madenschraube 48 herausgeschraubt, so dass die Madenschraube 90 ein Lösen der Buchse 12 und der Abschlußschraube 14 verhindert d.h., durch die jeweilige Madenschraube 90, 48 wird zusätzlich zu der vom Gewindeeingriff aufgebrachten Kraft eine Haltekraft generiert, die groß genug ist, um ein versehentliches Lösen zu verhindern.
  • Wird nun nach einer derartigen Wartung oder Auswechslung der Dichtungsanordnung 84 die Buchse 12 wieder in das Zylinderrohr 6 eingeschraubt, so ist nicht zwangsweise gewährleistet, dass diese exakt gleiche Winkelposition wie bei der Erstmontage einnimmt. Ein derartiger Winkelversatz hat zur Folge, dass beim Befestigen der Abschlußscheibe 14 an der Buchse 12 die Madenschraube 90 nicht mehr mit der für die Verdrehsicherung erforderlichen Ausnehmung am Aussenumfang der Abschlußscheibe 14 fluchtet. Um stets eine exakte Verdrehsicherung zu gewährleisten, wird bei dem erfindungsgemäßen Hydrozylinder 1 die Abschlußscheibe 14 bewußt um eine oder mehrere Teilungsabstände zwischen den Gewindebohrungen 86 versetzt eingebaut, d.h. die Abschlußscheibe 90 wird gegenüber der Buchse 12 um vorbestimmte Winkelabstände verdreht eingesetzt. Aufgrund der Vielzahl von Gewindebohrungen 86 mit vergleichsweise feiner Teilung, ist dies ohne weiteres möglich. Nach Fixierung der Abschlußscheibe 14 an der Buchse 12 mittels der vier Schrauben 88 wird dann durch das Gewindeloch im Mantel des Zylinderrohrs 6 hindurch ein neues Sacklöchlein in den Aussenumfang der Abschlußscheibe 14 gebohrt, in das der Endabschnitt der Madenschraube 90 eintaucht, so dass wiederum eine zuverlässige Verdrehsicherung in der gewünschten Position der Buchse 12 gewährleistet ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch einen äußerst kompakten Aufbau und einfache Zugänglichkeit im montierten Zustand aus, so dass sowohl die Erstmontage als auch die Wartung gegenüber herkömmlichen Lösungen erleichtert sind.
  • Offenbart ist ein Hydrozylinder mit einem magnetostriktivem Wegmeßsystem zur Erfassung einer Relativverschiebung zwischen einem Kolben und einem Zylindergehäuse des Hydrozylinders. Ein Wellenleiter des Wegmeßsystems mit der Meßelektronik ist erfindungsgemäß an einer Kolbenstange und ein Positionsgebers des Wegmeßsystems am Zylindergehäuse gelagert. Erfindungsgemäß erfolgt die Druckmittelversorgung des zumindest einen Zylinderraums des Hydrozylinders durch den Kolben hindurch, wobei die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse stirnseitig am Kolben ausgebildet sind.
  • 1
    Hydrozylinder
    2
    Kolben
    4
    Zylindergehäuse
    6
    Zylinderohr
    8
    Bodenstück
    10
    Endstück
    12
    Buchse
    14
    Abschlußscheibe
    16
    Kolbenstange
    18
    Kolbenstangenflansch
    20
    Kolbenbund
    21
    Zylinderraum
    22
    Ringraum
    23
    Dichtungsanordnung
    24
    Wegmeßsystem
    26
    Messelektronik
    28
    Wellenleiter
    30
    Permanentmagnet
    32
    Tragrohr
    34
    Befestigungsbohrung
    36
    Winkelbohrung
    38
    Sacklochbohrung
    40
    Radialbohrung
    42
    Ringspalt
    44
    Axialbohrung
    45
    Raum
    46
    Aussengewinde
    48
    Madenschraube
    50
    Vorsprung
    52
    Planfläche
    54
    Schrägkanal
    56
    Schrägkanal
    58
    Kanal
    60
    Kanal
    62
    Radialbohrungsabschnitt
    64
    Führungsband
    66
    Stirnausnehmung
    68
    Distanzstück
    70
    Fixierschraube
    72
    Sacklochbohrung
    74
    Befestigungsabschnitt
    76
    Flanschschrauben
    78
    Befestigungsbohrung
    80
    Aussengewindeabschnitt
    82
    Axialvorsprung
    84
    Dichtungsanordnung
    86
    Gewindebohrung
    88
    Schrauben
    90
    Madenschraube
    92
    Ausziehsacklochbohrung

Claims (13)

  1. Hydrozylinder mit einem Kolben (2) und einem Zylindergehäuse (4), die gemeinsam zumindest einen Druckmittelraum (20, 22) begrenzen, der über einen Druckmittelanschluß (A, B) mit Druckmittel versorgbar ist, und mit einem magnetostriktiven Wegmeßsystem (24) zum Erfassen einer Relativverschiebung zwischen Kolben (2) und Zylindergehäuse (4), wobei eine Verschiebung eines Positionsgebers (30) mit Bezug zu einem Wellenleiter (28) über eine Meßelektronik (26) erfaßbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter (28) mit der Meßelektronik (26) an der Kolbenstange (16) und der Positionsgeber (30) am Zylindergehäuse (4) gelagert ist und die Druckmittelversorgung des Druckmittelraums (21, 22) durch den Kolben (2) hindurch erfolgt, wobei die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse stirnseitig am Kolben (2) ausgebildet sind.
  2. Hydrozylinder nach Patentanspruch 1, wobei der Kolben (2) feststehend und das Zylindergehäuse (4) verschiebbar gelagert ist und diese gemeinsam eine kolbenstangenseitigen Ringraum (22) und einen bodenseitigen Zylinderraum (21) begrenzt.
  3. Hydrozylinder nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei das Zylindergehäuse (4) ein Zylinderrohr (6) hat, das stirnseitig von einem Bodenstück (8) und einem von einer Kolbenstange (16) durchsetzten Endstück (10) verschlossen ist.
  4. Hydrozylinder nach Patentanspruch 6, wobei das Endstück (10) zweiteilig aus einer Buchse (12) und einer Abschlußscheibe (14) gebildet ist, wobei die Buchse (12) mit dem Zylinderrohr (6) verschraubt und mittels zumindest einer Radialschraube (90) gesichert ist.
  5. Hydrozylinder nach Patentanspruch 4, wobei das Bodenstück (8) in das Zylinderrohr (6) eingeschraubt und über eine weitere Radialschraube (48) gesichert ist.
  6. Hydrozylinder nach Patentanspruch 4, wobei die Buchse (12) stirnseitig eine Vielzahl von gleichmäßig auf einem Teilkreis gelegenen Gewindebohrungen (86) zum Ansetzen eines Werkzeugs oder zur Aufnahme von Schrauben (88) hat, über die die Abschlußscheibe (14) mit der Buchse (12) stirnseitig verbunden ist.
  7. Hydrozylinder nach einem der auf Patentanspruch 3 zurückbezogenen Ansprüche, wobei der Positionsgeber (30) in einem an dem Bodenstück (8) befestigten Tragrohr (32) gehalten ist, das in eine Axialbohrung (44) des Kolbens (2) eintaucht und das eine Sacklochbohrung (38) hat, in die der Wellenleiter (28) hineinragt.
  8. Hydrozylinder nach Patentanspruch 7, wobei das Tragrohr (32) über Führungselemente, vorzugsweise Führungsbänder (64) in der Axialbohrung (44) geführt ist.
  9. Hydrozylinder nach Patentanspruch 7 oder 8, wobei am freien Endabschnitt des Tragrohrs (32) eine Stirnausnehmung (66) ausgebildet ist, in die der Positionsgeber (30), vorzugsweise zumindest ein Permanentmagnet eingesetzt ist.
  10. Hydrozylinder nach Patentanspruch 9, wobei der Positionsgeber (30) stirnseitig über ein Distanzstück (68) aus nicht magnetisierbarem Material am Tragrohr (32) abgestützt ist und über eine ebenfalls aus einem nicht magnetisierbaren Material bestehende Fixierschraube (70) lagefixiert ist, die in die Stirnausnehmung (66) eingeschraubt ist.
  11. Hydrozylinder nach einem der Patentansprüche 7 bis 10, wobei die Sacklochbohrung (38) des Tragrohrs (32) über zumindest eine Radialbohrung (40) im Tragrohrmantel und einen Ringspalt (42) zwischen Tragrohraussenumfang und Innenumfangsfläche der Axialbohrung (44) mit dem Zylinderraum (21) verbunden ist, so dass eine Druckmittelverbindung zu einem von der Tragrohrstirnfläche und dem Kolben (2) begrenzten Raum (45) besteht.
  12. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Kolben (2) einen an die Kolbenstange (16) angesetzten Kolbenstangenflansch (18) hat, an dem stirnseitig die elektrischen und hydraulischen Anschlüsse (A, B) ausgebildet sind, wobei jeder Druckmittelanschluß über einen den Kolbenstangenflansch (18) durchsetzenden, nach innen zur Achse hin angestellten Schrägkanal (54, 56) und einen den Kolben (2) durchsetzenden Kanal (58, 60) mit dem zugehörigen Druckmittelraum (21, 22) verbunden ist.
  13. Hydrozylinder nach Patentanspruch 12, wobei ein Kolbenbund (20) und die Kolbenstange (16) einstückig ausgebildet und von der Axialbohrung (44) durchsetzt sind, die stirnseitig vom Kolbenstangenflansch (18) verschlossen ist.
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