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Die vorliegende Erfindung betrifft einen pneumatischen Arbeitszylinder mit einem Zylinderrohr und einem stirnseitig an dem Zylinderrohr angeordneten Zylinderdeckel, wobei der Zylinderdeckel mittels Schraubenelementen an dem Zylinderrohr fixiert ist.
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Bekannte pneumatische Arbeitszylinder werden insbesondere bei langen Hüben und bei großen Zylinderdurchmessern als sogenannte Zugankerzylinder realisiert. Diese Zugankerzylinder sind aufwendig in ihrer Herstellung und somit sehr kostenintensiv.
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Aus der Druckschrift
DE 102009014813 B3 ist ein Linearantrieb mit einem ein linear bewegbares Antriebselement aufnehmenden Gehäuserohr und zwei stirnseitig daran angeordneten Abschlussdeckeln bekannt, die durch wenigstens zwei sich entlang des Gehäuserohrs erstreckende und bezüglich dem Gehäuserohr separat ausgebildete stangenförmige Zuganker mit den beiden Stirnflächen des Gehäuserohrs verspannt sind, wobei die Abschlussdeckel durch je eine an der dem Gehäuserohr axial abgewandten Außenseite angesetzte metallische Stützplatte an das Gehäuserohr angepresst und zugleich axial abgestützt werden, wobei die Anpresskraft von den an den Stützplatten angreifenden Zugankern geliefert wird, die gemeinsam mit den Stützplatten ein rahmenförmiges Spann- und Stützskelett bilden.
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Aus der Druckschrift
WO03/004881A1 ist ein Arbeitszylinder, mit einem sich zwischen zwei Zylinderdeckeln erstreckenden Zylinderrohr und mit mehreren entlang des Außenumfanges des Zylinderrohres verteilt angeordneten und mit den beiden Zylinderdeckeln verspannten Zugankern bekannt, von denen mindestens einer von einem Profilteil gebildet ist, das sich in der Umfangsrichtung des Zylinderrohres ein stückweit entlang dessen Außenumfanges erstreckt und durch dessen Profilierung Mittel zur Ausübung mindestens einer Zusatzfunktion vorgegeben sind.
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Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein verbessertes Konzept zum Fixieren eines Zylinderdeckels an einem Zylinderrohr eines pneumatischen Arbeitszylinders anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen pneumatischen Arbeitszylinder mit einem Zylinderrohr und mindestens einem stirnseitig an dem Zylinderrohr angeordneten Zylinderdeckel gelöst, wobei der Zylinderdeckel mittels Schraubenelementen an dem Zylinderrohr fixiert ist, und wobei der pneumatische Arbeitszylinder Quermutterbolzen umfasst, welche mit den Schraubenelementen zusammenwirken, um den Zylinderdeckel mit dem Zylinderrohr zu verbinden. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Zylinderdeckel mit einfachen Mitteln an einem Zylinderrohr fixiert werden kann. Hierbei ist die Herstellung und die Montage leicht realisierbar und kostengünstig. Zusätzlich kann selbst bei langen Hüben des Arbeitszylinders und auch bei großen Durchmessern eine ausreichende Festigkeit und Langlebigkeit erreicht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Quermutterbolzen in seitlichen Öffnungen des Zylinderrohrs angeordnet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Quermutterbolzen vollständig in die Außenwand des Zylinderrohrs einbringbar sind. Somit ergibt sich eine leicht zu reinigende Oberfläche, wobei auch Lasten optimal von den Quermutterbolzen über die Wandungen der Öffnungen in das Zylinderrohr übergeleitet werden können. Idealerweise sind die Öffnungen in ihrem Durchmesser mit dem Durchmesser des Quermutterbolzens korrespondierend ausgebildet.
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Alternativ wäre es jedoch ebenso denkbar, anstelle der Öffnungen, einfache Vorsprünge an der Wandung des Zylinderrohrs vorzusehen, wobei die Quermutterbolzen einfach unterhalb dieser Vorsprünge angeordnet werden können. Hierbei ergibt sich zudem die Möglichkeit, die Quermutterbolzen nicht zylinderförmig sondern gegebenenfalls würfelförmig auszubilden, wodurch ebenso ein ausreichendes Maß einer Krafteinleitung von den Quermutterbolzen auf die Schrauben möglich wäre.
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Um eine Krafteinleitung von dem Zylinderdeckel über die Schraubenelemente in das Zylinderrohr beziehungsweise in die Quermutterbolzen zu realisieren, weist das Zylinderrohr stirnseitig angeordnete Bohrungen zum Einführen der Schraubenelemente auf, wobei die Bohrungen (111) mit den seitlich an dem Zylinderrohr (101) angeordneten Öffnungen (109) verbunden ausgebildet sind und die Öffnungen senkrecht zu den stirnseitigen Bohrungen angeordnet sind.
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Um eine Wand des Zylinderrohrs möglichst einfach, kostengünstig und mit reduziertem Materialaufwand herzustellen, sind die Öffnungen an Verstärkungsrippen des Zylinderrohrs angeordnet. Somit ist zumindest in Wandungsabschnitten des Zylinderrohrs, die zwischen zwei benachbarten Quermutterbolzen angeordnet sind möglich, reduzierte Dicken von Wandungen auszubilden.
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Um eine besonders hohe Festigkeit und homogene Lastverteilung sowie um gegebenenfalls erst bei höheren Arbeitslasten auftretende Ungleichgewichte zu verhindern, sind die Öffnungen zur Aufnahme der Quermutterbolzen in einer Querschnittsansicht des Zylinderrohrs paarweise aneinander gegenüberliegend angeordnet.
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Um ein optimales Verhältnis aus Festigkeit und Montageaufwand der Anordnung des Zylinderdeckels an dem Zylinderrohr zu gewährleisten, umfasst der mindestens eine Zylinderdeckel vier Quermutterbolzen, welche mit vier Schraubenelementen zusammenwirken. Ebenso ist denkbar das Zylinderrohr an beiden Enden mit einem derartigen Zylinderdeckel auszustatten. Entsprechend könnte dieser zweite Zylinderdeckel mit der gleichen Anzahl von Quermutterbolzen an dem Zylinderrohr angeordnet sein.
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Auch hier ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform realisierbar, dass die Quermutterbolzen in der Querschnittsansicht des Zylinderrohrs paarweise aneinander gegenüberliegend angeordnet sind. Alternativ ist es jedoch ebenso möglich, die Schraubenelemente in jeder anderen Art und Weise um den Umfang des Zylinderrohrs beziehungsweise des Zylinderdeckels herum anzuordnen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform, umfasst der mindestens eine Zylinderdeckel einen Kragen, welcher die Ausrichtung des Zylinderdeckels zu dem Zylinderrohr sicherstellt. Hierbei kann jedoch anstelle des Kragens jedes andere Ausrichtungsmittel eingesetzt werden, welches bei einem axialen Aneinanderfügen des Zylinderdeckels an das Zylinderrohr für eine geeignete Ausrichtung und somit eine verbesserte Fixierung des pneumatischen Arbeitszylinders sorgt.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der pneumatische Arbeitszylinder Abdeckkappen auf, welche auf die Quermutterbolzen im montierten Zustand aufbringbar ausgebildet sind. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass Feuchtigkeit oder Verunreinigungen nicht in gegebenenfalls bestehenden Öffnungen an dem Arbeitszylinder eintreten können.
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Zusätzlich ist ebenso denkbar, dass der pneumatische Arbeitszylinder ein Dichtmittel umfasst, welches neben einer Dichtfunktion auch eine Fixierung beziehungsweise eine Ausrichtung des Zylinderdeckels zu dem Zylinderrohr ermöglicht. Dadurch wäre beispielsweise der technische Vorteil realisierbar, dass neben einer Dichtfunktion zusätzlich auch eine Fixierung beziehungsweise eine Ausrichtung des Zylinderdeckels zu dem Zylinderrohr möglich ist.
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Um die Montage des pneumatischen Arbeitszylinders zusätzlich zu vereinfachen, sind das Dichtmittel und die Abdeckkappen einstückig als integrales Bauteil ausgebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Montage des pneumatischen Arbeitszylinders auf sehr einfache Weise erfolgen kann. Hierbei muss das Dichtmittel lediglich zwischen dem Zylinderdeckel und dem Zylinderrohr angeordnet werden. Nachdem die Quermutterbolzen in die korrespondierenden Öffnungen eingebracht und mit den Schraubenelementen fixiert worden sind, ist es in einem einfachen finalen Arbeitsschritt möglich, die Abdeckkappen, welche mit dem Dichtmittel einstückig verbunden ausgebildet sind, auf die fertig montierten Quermutterbolzen aufzubringen. Hierbei wäre es beispielsweise denkbar, die Abdeckkappen auf die Quermutterbolzen aufzuclipsen. Alternativ wäre es jedoch ebenso denkbar, die Abdeckkappen auf den Quermutterbolzen zu verkleben.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung und insbesondere beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Explosionsdarstellung eines pneumatischen Arbeitszylinders,
- 2 eine schematische Darstellung eines Zylinderrohrs in einer Seitenansicht und in einer Querschnittsansicht,
- 3 eine schematische Darstellung eines Quermutterbolzens in einer Seitenansicht, einer Draufsicht und in einer Querschnittsansicht,
- 4A eine weitere schematische Darstellung eines pneumatischen Arbeitszylinders, und
- 4B eine noch weitere schematische Darstellung eines pneumatischen Arbeitszylinders.
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Die 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines pneumatischen Arbeitszylinders 100, welcher ein Zylinderrohr 101 und ein stirnseitig an dem Zylinderrohr 101 angeordneten Zylinderdeckel 103 aufweist. Der Zylinderdeckel 103 ist dazu ausgebildet, mit insgesamt vier Schraubenelementen 105 axial an den Zylinderrohr 101 fixiert zu werden. Das Zylinderrohr 101 weist an einer Stirnseite, welche als Kontaktfläche mit dem Zylinderdeckel 103 vorgesehen ist, stirnseitig angeordnete Bohrungen 111 auf. Die stirnseitig angeordneten Bohrungen 111 sind derart ausgebildet, dass in die Bohrungen 111 eingebrachte Schraubenelemente 105 beim Fixieren beziehungsweise beim Verschrauben mit Quermutterbolzen 107 verschraubt werden können. Die Bohrungen 111 dienen hierbei zum Einführen der Schraubenelemente 105 und die Bohrungen 111 selbst sind mit seitlich an dem Zylinderrohr .101 angeordneten Öffnungen 109 verbunden. Die seitlich an dem Zylinderrohr 101 angeordneten Öffnungen 109 sind dazu vorgesehen, dass die Quermutterbolzen 107 exakt in diese Öffnungen 109 eingeführt werden können, wobei das Innengewinde der Quermutterbolzen 107 entsprechend in Richtung der axial durch den Zylinderdeckel 103 eingefügten Schraubenelemente 105 ausgerichtet sind. Somit können Gewindeabschnitte der Schraubenelemente 105 durch die Bohrungen 111 an dem Zylinderrohr 101 in das Gewinde der Quermutterbolzen 107 eingebracht werden. Hierbei stehen die seitlich angeordneten Öffnungen 109 senkrecht zu den stirnseitigen Bohrungen 111. Die Öffnungen 109 sind hierbei unmittelbar an Verstärkungsrippen 113 des Zylinderrohrs 101 angeordnet. Dadurch ist eine erhebliche Materialeinsparung möglich, wobei auf die notwendige Festigkeit nicht verzichtet zu werden braucht. Um eine Fixierung beziehungsweise Ausrichtung des Zylinderdeckels 103 relativ zu dem Zylinderrohr 101 bereits bei der Montage auf möglichst einfache Art und Weise zu realisieren, umfasst der Zylinderdeckel 103 einen Kragen 115. Dieser Kragen 115 am Zylinderdeckel 103 zentriert Zylinderrohr 101 im Verhältnis zum Zylinderdeckel 103 für eine passgenaue Montage. Der Kragen kann beispielsweise konisch ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich ist es ebenso denkbar, einen derartigen Kragen oder ein geeignetes Ausrichtungsmittel an dem Zylinderrohr 101 anzuordnen, um ein ähnliches Maß an Präzision in Bezug auf die Ausrichtung und die Montage zu realisieren.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Zylinderrohrs 101 in einer Seitenansicht und in einer Querschnittsansicht. In der Seitenansicht des Zylinderrohrs 101 sind die Verstärkungsrippen 113, sowie die unmittelbar an den Verstärkungsrippen 113 angeordneten Öffnungen 109 dargestellt, wobei sich die Öffnungen 109 sowohl an einem ersten Ende als auch an einem zweiten Ende des Zylinderrohrs 101 befinden. Folglich ist der pneumatische Arbeitszylinder 100 dazu ausgebildet, einen Zylinderdeckel 103 sowohl an dem ersten Ende als auch an dem zweiten Ende mit entsprechenden Schraubenelementen 105 und korrespondierenden Quermutterbolzen 107 zu verbinden. Aus Stabilitätsgründen und aus Gründen der vereinfachten Herstellung ist es hierbei naheliegend und auch zielführend, dass sich die Verstärkungsrippen 113 entsprechend über die gesamte Länge des Zylinderrohrs 101 erstrecken. In der Querschnittsansicht des Zylinderrohrs 101 sind die Öffnungen 109 zur Aufnahme der Quermutterbolzen 107 paarweise einander gegenüberliegend angeordnet, wobei der pneumatische Arbeitszylinder 100 insgesamt vier Quermutterbolzen 107 umfasst. Die vier Quermutterbolzen 107 wirken entsprechend mit vier korrespondierenden Schraubenelementen 105 zusammen, die in insgesamt vier seitlichen Öffnungen 109 an den Verstärkungsrippen 113 des Zylinderrohrs 101 einbringbar sind. Wenn das Zylinderrohr 101 entsprechend zwei Zylinderdeckel 103 umfasst, erhöht sich die Anzahl auf insgesamt acht Quermutterbolzen 107.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Quermutterbolzens 107 in einer Seitenansicht, einer Draufsicht und in einer Querschnittsansicht. Der Quermutterbolzen 107 hat eine zylindrische Grundform.
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Die 4A zeigt eine weitere schematische Darstellung eines pneumatischen Arbeitszylinders 100, welcher das Zylinderrohr 101 und den stirnseitig an dem Zylinderrohr 101 angeordneten Zylinderdeckel 103 aufweist. Der Zylinderdeckel 103 wird mit Schraubenelementen 105 axial an den Zylinderrohr 101 fixiert.
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Die Bohrungen 111 (nicht gezeigt) dienen zum Einführen der Schraubenelemente-105 und sind mit seitlich an dem Zylinderrohr 101 angeordneten Öffnungen 109 verbunden. Die seitlich an dem Zylinderrohr 101 angeordneten Öffnungen 109 dienen der Aufnahme der Quermutterbolzen 107 und das Innengewinde der Quermutterbolzen 107 nimmt die durch den Zylinderdeckel 103 eingefügten Schraubenelemente 105 auf. Um eine Fixierung beziehungsweise Ausrichtung des Zylinderdeckels 103 relativ zu dem Zylinderrohr 101 bereits bei der Montage auf möglichst einfache Art und Weise zu realisieren, umfasst der Zylinderdeckel 103 den Kragen 115. Zusätzlich ist zwischen Kragen 115 und Zylinderrohr 101 ein Dichtmittel 117 angeordnet. Das Dichtmittel 117 hat einerseits eine Dichtfunktion und andererseits eine Fixierfunktion. Dies erleichtert die Ausrichtung des Zylinderdeckels 103 an dem Zylinderrohr 101 und erleichtert damit die Montage des Arbeitszylinders 100. Zusätzlich umfasst das Dichtmittel 117 Abdeckkappen 119, welche auf die Quermutterbolzen 107 im fertig montierten Zustand aufgebracht werden können. Das Dichtmittel 117 und die Abdeckkappen 119 sind hierbei einstückig als integrales Bauteil ausgebildet. Somit können die Abdeckkappen 119 nach vollzogener Montage des Arbeitszylinders 100 einfach auf die Quermutterbolzen 107 aufgeclipst werden.
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Die 4B zeigt eine weitere schematische Darstellung eines pneumatischen Arbeitszylinders 100 im fertigmontierten Zustand. Der Zylinderdeckel 103 ist auf das Zylinderrohr 101 aufgebracht und zwischen Zylinderdeckel 103 und Zylinderrohr 101 befindet sich das Dichtmittel 117. Die Abdeckkappen 119 sind auf die Quermutterbolzen 107 aufgeclipst.
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Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumliche Anordnungen können sowohl für sich betrachtet als auch in verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Pneumatischer Arbeitszylinder
- 101
- Zylinderrohr
- 103
- Zylinderdeckel
- 105
- Schraubenelement
- 107
- Quermutterbolzen
- 109
- Öffnungen
- 111
- Bohrung
- 113
- Verstärkungsrippe
- 115
- Kragen
- 117
- Dichtmittel
- 119
- Abdeckkappen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009014813 B3 [0003]
- WO 03/004881 A1 [0004]
