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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Druckmittelzylinder mit einem
Zylinderrohr, in dessen Zylinderbohrung ein Kolben mit hiervon zumindest einseitig
abgehender Kolbenstange axial bewegbar angeordnet ist, wobei das
Zylinderrohr endseitig mit per Schrauben lösbar befestigten Zylinderdeckelanordnungen
verschlossen ist.
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Das
Einsatzgebiet der vorliegenden Erfindung erstreckt sich auf hydraulische
und pneumatische Druckmittelzylinder, welche vornehmlich in Anlagen
der Automatisierungstechnik zur Erzeugung einer Kraft aus einer
Druckmittelbeaufschlagung verbaut werden. Aus dem Produktkatalog „Know-how
in Pneumatics” (Rexroth
Mecman, Drucknummer 00010 006 01, Auflage 1998, Seite 1.167) geht
ein gattungsgemäßer Druckmittelzylinder
hervor. Dieser besteht im Wesentlichen aus einem stranggepressten
Zylinderrohr mit rundem Innenquerschnitt sowie im Wesentlichen quadratischen
Außenquerschnitt. Das
Zylinderrohr ist beidseits von Zylinderdeckelanordnungen verschlossen,
die über
Zuganker miteinander befestigt sind, welche verdeckt innerhalb der Wandung
des Zylinderrohres verlaufen. Die beiden Zylinderdeckelanordnungen
sind mit Mitteln zur Endlagendämpfung
ausgestattet, welche von außen
her verstellbar sind. Daneben weisen die Zylinderdeckelanordnungen
auch Druckluftanschlüssen
zur beidseitigen Beaufschlagung des innenliegenden Kolbens auf.
Vom Kolben geht einseitig eine Kolbenstange aus, welche eine der
beiden Zylinderdeckelanordnungen dynamisch abgedichtet durchdringt,
um die per Druck erzeugte Kraft zur weiteren Verwendung nach außen hin
zu übertragen.
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Die
Zylinderdeckelanordnungen der vorstehend beschriebenen Art lassen
sich im Rahmen eines Baukastensystems mit Koppelflanschen unterschiedlicher
Gestalt versehen. Derartige Koppelflansche werden über zusätzliche
Schrauben stirnseitig an der Zylinderdeckelanordnung angebracht.
Koppelflansche dienen der Befestigung des gesamten Druckmittelzylinders
an einer Trägerkonstruktion,
um diesen beispielsweise schwenkbar hieran zu fixieren.
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Nachteilig
an dieser technischen Lösung
erweist sich jedoch der hohe Einzelteilbedarf im Rahmen dieses Baukastensystems,
da je nach Anwendungsfall spezielle Bauteile, insbesondere Koppelflansche,
zusätzlich
zu den Zylinderdeckelanordnungen zu montieren sind.
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Aus
der
JP 2003-176806
A geht eine aus nur wenigen Einzelbauteilen bestehende
Zylinderdeckelanordnung hervor, welche aus einem in die Zylinderbohrung
hineinragende zylindrischen Einsatzteil zur Bildung eines Endanschlags
für den
Kolben besteht, das über
einen durch radial in das Zylinderrohr eingeschraubte Schrauben
mittels eines Koppelflansches formschlüssig fixiert ist. Da die radial
eingeschraubten Schrauben bei dieser Lösung bauraumbestimmend sind,
ist bei dieser technischen Lösung auf
eine Mindestmaterialstärke
beim Zylinderrohr zu achten. Sollen die Schraubenköpfe im Material
des Koppelflansches versenkt werden, so ist auch beim Koppelteil
eine recht hohe Materialstärke
in Radialrichtung erforderlich.
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Es
ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Druckmittelzylinder der
gattungsgemäßen Art
zu schaffen, welcher sich durch bauraumsparende sowie bauteilsparende
Zylinderdeckelanordnungen mit hohem Funktionsumfang auszeichnet.
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Die
Aufgabe wird ausgehend von einem Druckmittelzylinder gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen
gelöst.
Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben
vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
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Die
Erfindung schließt
die technische Lehre ein, dass jede Zylinderdeckelanordnung ein
endseitig abdichtend in die Zylinderbohrung hineinragendes zylindrisches
Einsatzteil zur Bildung eines Endanschlags für den Kolben umfasst, welches über einen durch
Schrauben am Zylinderrohr befestigten Koppelflansch mit fixiert
ist.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt
insbesondere darin, dass an Stelle herkömmlicher Zylinderdeckel deren
Funktion auf benachbarte Bauteile verlagert wird. So ist der Endanschlag
in das Zylinderrohr integriert und der Koppelflansch kann direkt
am Zylinderrohr angebracht werden.
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Zur
Fixierung des erfindungsgemäßen Einsatzteils
durch den angeschraubten Koppelflansch ist gemäß einer weiteren die Erfindung
verbessernden Maßnahme
eine scheibenförmige
Riegelanordnung vorgesehen, die in einer außenradialen Umfangsnut des
Einsatzteils formschlüssig
zum Eingriff kommt. Somit vergrößert diese
Befestigungsmaßnahme
die Baulänge
des erfindungsgemäßen Druckmittelzylinders
nur unwesentlich. Die formschlüssig wirkende
Riegelvorrichtung lässt
sich darüber
hinaus besonders einfach gemeinsam mit der Anbringung des Koppelflansches
in einem einzigen Schritt montieren. Im montierten Zustand ist die
scheibenförmige Riegelvorrichtung
gemeinsam mit dem Koppelflansch sandwichartig über die Schrauben am Zylinderrohr
angebracht.
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Vorzugsweise
besteht die scheibenförmige Riegelvorrichtung
aus zwei einzelnen Riegelelementen, die sich je halbkreisförmig um
das zylindrische Einsatzteil erstrecken. Durch nur zwei Einzelteile lässt sich
die scheibenförmige
Riegelvorrichtung beim Montieren einfach handhaben.
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Gemäß einer
weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen,
dass das Zylinderrohr in zumindest einem Endbereich einen Druckmittelanschluss
zur Beaufschlagung des innenliegenden Kolbens aufweist. Für eine doppelseitige Beaufschlagung
des Kolbens ist in beiden Endbereichen jeweils ein Druckmittelanschluss
vorzusehen. Die erfindungsgemäße Lösung bietet
die baulichen Voraussetzungen dafür, den Druckmittelanschluss direkt
am Zylinderrohr anzuordnen. Durch diese bevorzugte Ausführungsform
gelangt das Druckmittel von außen
her an die Stelle des Zylinderrohrs, welche vom zylindrischen Einsatzteil eingenommen wird,
so dass eine einfache Ankopplung an eine hierin integrierte fluidische
Endlagendämpfung
möglich ist.
In diesem Zusammenhang kann das Zylinderrohr benachbart zum Druckmittelanschluss
auch eine Einstellbohrung zur Bedienung von Drosselschrauben einer
fluidischen Endlagendämpfung
aufweisen, welche im zylindrischen Einsatzteil integriert ist und
in an sich bekannter Weise aufgebaut ist. Der Durchmesser der Bohrung
ist kleiner als der der Drosselschraube und sichert diese gegen
ein Herauspressen.
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Vorzugsweise
lässt sich
der Koppelflansch samt Einsatzteil bei einer Ausführung des
Zylinderrohrs mit rechteckigem Außenquerschnitt über genau vier
Schrauben stirnseitig befestigen, die in korrespondierende Gewindebohrungen
im Kantenbereich des Außenquerschnitts
im Zylinderrohr eingeschraubt sind. Hierdurch kann eine gleichmäßige Befestigungskraft
erzeugt werden und Durchgangsbohrungen für ansonsten übliche Zuganker
können
entfallen. Natürlich
ist es auch denkbar, die stirnseitig am Zylinderrohr angeordneten
Koppelflansche statt dessen per Zuganker zu befestigen.
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Gemäß einer
weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme kann der einen üblichen
Zylinderdeckel ersetzende erfindungsgemäße Koppelflansch mit direkt
angeformten, hervorstehenden Befestigungsabschnitten zur lösbaren Befestigung
an einer Trägerkonstruktion
ausgestattet werden. Als Befestigungsabschnitte eignen sich geradlinige
oder abgewinkelt vom plattenförmigen
Koppelflansch angeformte Bereiche, die mit vorzugsweise Durchgangsbohrungen
versehen sind, um die gewünschte lösbar Befestigung
an Trägerkonstruktionen
zu ermöglichen.
Daneben ist es auch denkbar, scharnierartige Befestigungsösen oder
dergleichen als Befestigungsabschnitte vorzusehen.
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Weitere,
die Erfindung verbessernden Maßnahmen
werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 eine
Explosionsdarstellung eines Druckmittelzylinders mit beidseitigen
Zylinderdeckelanordnungen, und
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2 einen
Längsschnitt
durch den Druckmittelzylinder gemäß 1 im montierten
Zustand.
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Gemäß 1 besteht
der Druckmittelzylinder im Wesentlichen aus einem Zylinderrohr 1,
in dessen Zylinderbohrung 2 ein Kolben 3 axial
bewegbar untergebracht ist. Vom Kolben 3 geht einseitig eine
Kolbenstange 4 zur Weiterleitung einer erzeugten Antriebskraft
nach außen
aus. In die Zylinderbohrung 2 ist von beiden Seiten her
ein zylindrisches Einsatzteil 5 eingeschoben, welches Mittel
zur Endlagendämpfung
für den
Kolben 3 umfasst. Die eingeschobenen Einsatzteile 5a und 5b werden
formschlüssig
von einer scheibenförmigen
Riegelvorrichtung 6 umfasst. Die scheibenförmige Riegelvorrichtung 6 besteht
aus zwei identischen Riegelelementen 7a, 7b bzw. 7a', 7b', die je halbkreisförmig um
das zylindrische Einsatzteil 5a bzw. 5b angeordnet
sind und hier in korrespondierende außenradiale Umfangsnuten zum
formschlüssigen
Eingriff kommen.
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Zur
Fixierung der beidseitigen Einsatzeile 5a und 5b samt
hier zugeordneter Riegelvorrichtung 6 ist jeweils ein Koppelflansch 8a, 8b vorgesehen,
der durch Schrauben 9 stirnseitig am Zylinderrohr 1 befestigt
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind genau vier Schrauben 9 zur Befestigung jeweils eines Koppelflansches 8a bzw. 8b samt
Einsatzteil 5a bzw. 5b vorgesehen, welche je im
Kantenbereich des Außenquerschnitts
im Zylinderrohr 1 äquidistant
voneinander beabstandet in korrespondierende Grundbohrungen eingeschraubt
sind.
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In
beiden Endbereichen des Zylinderrohres 1 ist jeweils ein
Druckmittelanschluss 10a; 10b zur beidseitigen
Beaufschlagung des innenliegenden Kolbens 3 angeordnet.
Benachbart zu den Druckmittelanschlüssen 10a und 10b sind
jeweils Einstellbohrungen 11a und 11b zur Bedienung
von – nicht
weiter dargestellten – Drosselschrauben
einer fluidischen Endlagendämpfung
angeordnet, die jeweils in die zylindrischen Einsatzteile 5a bzw. 5b baulich
integriert sind.
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Gemäß 2 münden die
Druckmittelanschlüsse 10a und 10b jeweils
in Ringkanäle
der Einsatzteile 5a bzw. 5b, welche die Verbindung
zum Inneren des Zylinderrohrs 1 herstellen. In dem hier
dargestellten montierten Zustand bildet die Riegelvorrichtung 6 bzw. 6' gemeinsam mit
den je zugeordneten Koppelflanschen 8a bzw. 8b nach
Eindrehen der Schraube 9 einen sandwichartigen Aufbau.
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- 1
- Zylinderrohr
- 2
- Zylinderbohrung
- 3
- Kolben
- 4
- Kolbenstange
- 5
- Einsatzteil
- 6
- Riegelvorrichtung
- 7
- Riegelelement
- 8
- Koppelflansch
- 9
- Schraube
- 10
- Druckmittelanschluss
- 11
- Einstellbohrung