DE19750411C2 - Fluidbetätigter Arbeitszylinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Ar­ beitszylinder, insbesondere für den Einsatz in reinzuhalten­ den Bereichen, mit einem Zylindergehäuse, das an einer Stirn­ seite von einer Kolbenstange durchsetzt ist und im Bereich dieser Stirnseite über eine die Befestigung des Arbeitszylin­ ders an einer Tragwand ermöglichende Befestigungseinrichtung verfügt, wobei die Befestigungseinrichtung einen axial vom Zylindergehäuse wegragenden, die Kolbenstange koaxial um­ schließenden, hohlzylinderähnlichen Befestigungskörper auf­ weist, der durch eine in der Tragwand vorgesehene Durchbre­ chung hindurchsteckbar ist und der auf seiner äußeren Mantel­ fläche ein Außengewinde trägt, auf das ein mit einem Innenge­ winde versehener und gegen die Tragwand verspannbarer Spann­ körper aufschraubbar ist.

Arbeitszylinder dieser Art, wie sie beispielsweise aus dem Firmenprospekt "Festo Pneumatic", 1/32, Zylinderbaureihe DGW, Oktober 1972 hervorgehen, lassen sich mit Hilfe der Befesti­ gungseinrichtung sehr einfach an geeigneten Tragwänden befe­ stigen. In der Lebensmittelindustrie sowie in sonstigen Ein­ satzgebieten mit hohen Hygieneanforderungen stellt die Trag­ wand häufig gleichzeitig eine Abtrennung zwischen dem reinzu­ haltenden Bereich und einer weniger verschmutzungsempfindli­ chen Umgebung dar, wobei der Arbeitszylinder so installiert wird, daß sich sein Zylindergehäuse mit allen fluidischen An­ schlüssen in der verschmutzungsunempfindlichen Umgebung be­ findet und nur Teile der Befestigungseinrichtung sowie die aus dem Zylindergehäuse austretende Kolbenstange in den rein­ zuhaltenden Bereich ragen. Der Spannkörper der Befestigungs­ einrichtung ist von einer handelsüblichen Schraubenmutter ge­ bildet» die mit einem entsprechenden Schraubenschlüssel gegen die Tragwand verspannbar bzw. lösbar ist. Problematisch ist, daß die in dem reinzuhaltenden Bereich angeordneten Bestand­ teile eines derartigen Arbeitszylinders Unregelmäßigkeiten wie Ritzen, Fugen, Kanten oder ähnliches aufweisen, in denen sich sehr schnell Schmutz und Bakterien festsetzen können und die nur mit sehr großem Aufwand zu reinigen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen fluidbetä­ tigten Arbeitszylinder der eingangs genannten Art zu schaf­ fen, dessen im reinzuhaltenden Bereich befindliche Bestand­ teile einfach zu reinigen sind und bei denen die Gefahr des Ablagerns von Bakterien und Schmutzpartikeln stark herabge­ setzt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Zusammenhang mit den Oberbegriffsmerkmalen dadurch gelöst, daß der Spannkörper Bestandteil eines kappenartig ausgebildeten und im aufgeschraubten Zustand den Befestigungskörper sowie einen sich an diesen anschließenden Längenabschnitt der Kolbenstan­ ge vollständig umgebenden Abdeckkörpers ist, wobei die Außen­ oberfläche des Spannkörpers glatt und fugenlos und dabei kan­ tenlos und/oder mit abgerundeten Flächenübergängen ausgebil­ det ist, daß der Abdeckkörper eine am Spannkörper festgelegte ringförmige erste Dichtungsanordnung aufweist, die im aufge­ schraubten Zustand des Spannkörpers zwischen die Kolbenstange und den Spannkörper zwischengeschaltet und dem Befestigungs­ körper axial vorgelagert ist und einen zumindest im wesentli­ chen fugenlosen Flächenübergang zwischen der Mantelfläche der Kolbenstange und der Außenoberfläche des Spannkörpers her­ stellt, und daß der Abdeckkörper über eine ringähnliche zwei­ te Dichtungsanordnung verfügt, die im aufgeschraubten Zustand des Spannkörpers zwischen den Spannkörper und die Tragwand zwischengeschaltet ist und einen zumindest im wesentlichen fugenlosen Flächenübergang zwischen der dem Abdeckkörper zu­ gewandten Fläche der Tragwand und der Außenoberfläche des Spannkörpers herstellt.

Auf diese Weise liegt ein Arbeitszylinder vor, der im Bereich der Befestigungseinrichtung aufgrund der speziell beschaffe­ nen Außenoberfläche des Abdeckkörpers sehr leicht zu reinigen ist, die zudem Schmutz und Bakterien nur eine stark vermin­ derte Möglichkeit bietet, sich an ihr abzulagern. Dabei schafft die erste Dichtungsanordnung einen günstigen Übergang von der Mantelfläche der Kolbenstange zur Außenoberfläche des Spannkörpers, so daß die Ablagerung von Schmutz zwischen Spannkörper und Kolbenstange vermieden und ein leicht sauber zu haltender Übergangsbereich zwischen Kolbenstange und Spannkörper geschaffen ist. Durch die zweite Dichtungsanord­ nung ist auch im Übergangsbereich zwischen der Außenoberflä­ che des Spannkörpers und der dem Abdeckkörper zugewandten Fläche der Tragwand ein Festsetzen von Schmutz und Bakterien weitestgehend vermieden. Aufgrund der insgesamt kappenartigen Ausgestaltung des Abdeckkörpers ist also sowohl das Außenge­ winde des Befestigungskörpers als auch dessen stirnseitiger Mündungsbereich zuverlässig abgeschirmt. Da der Spannkörper in Baueinheit mit dem Abdeckkörper ausgeführt ist, ist wei­ terhin eine sehr einfache Montage und Demontage gewährlei­ stet. Ein Arbeitszylinder entsprechend der vorliegenden Er­ findung kann aufgrund der verbesserten hygienischen Bedingun­ gen insbesondere im Bereich der Lebensmittelindustrie oder in Reinraumbereichen mit hohen Hygieneanforderungen eingesetzt werden, wobei er grundsätzlich auch in jedem beliebigen ande­ ren Anwendungsfeld Verwendung finden könnte.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Aus der DE-OS 19 22 166 geht zwar bereits eine Kolben-Zy­ linder-Einheit hervor, die stirnseitig über eine aufge­ schraubte Abschlußkappe mit zugeordnetem Dichtungsring ver­ fügt. Allerdings dient die Abschlußkappe nicht zur Befesti­ gung des Zylinders, sondern nur zur Fixierung des Dichtungs­ ringes und einer Lagerhülse für die Kolbenstange. Zudem er­ gibt sich im Übergangsbereich zwischen der Kolbenstange und der Abschlußkappe eine beträchtliche ringförmige axiale Ver­ tiefung, in der sich sehr leicht Verunreinigungen ablagern können und die nur mit Aufwand gereinigt werden kann.

Aus der DE-OS 22 45 627 ist es zwar bekannt, stirnseitig am Lagerdeckel eines Arbeitszylinders einen Abstreifring vorzu­ sehen, der einen im wesentlichen fugenlosen Flächenübergang zwischen der Mantelfläche der Kolbenstange und der Außenober­ fläche des Lagerdeckels herstellt. Allerdings verfügt auch dieser Arbeitszylinder über keine stirnseitige Befestigungs­ einrichtung und gibt keine Anregung dahingehend, einem Spann­ körper gemäß dem Firmenprospekt "Festo-Pneumatic" zwei Dich­ tungsanordnungen zuzuordnen.

Schließlich beschreibt die DE 44 35 671 A1 eine Zylindervor­ richtung mit einem speziell ausgebildeten Zylinderkopf, der eine Befestigung in verschiedenen Ausrichtungen ermöglicht. Allerdings wird hierzu nicht auf einen aufschraubbaren Spann­ körper zurückgegriffen, sondern auf übliche Schraubverbindun­ gen.

Zweckmäßigerweise ist der Spannkörper aus einem korrosionsbe­ ständigen Material gefertigt, beispielsweise aus Edelstahl. Auch die Korrosionsbeständigkeit ist ein in der Lebensmit­ telindustrie gefordertes Merkmal. Im vorliegenden Fall ist es deshalb möglich, lediglich den Spannkörper aus korrosionsbe­ ständigem Material zu fertigen und den Befestigungskörper aus einem kostengünstigeren anderen Material herzustellen, da dieser von dem Abdeckkörper vollständig umgeben ist.

Desweiteren ist es vorteilhaft, wenn der Spannkörper wenig­ stens eine und insbesondere zwei Werkzeugangriffsflächen auf­ weist, die das Ansetzen eines zum Verspannen bzw. Lösen des Spannkörpers dienenden Schraubwerkzeuges ermöglichen.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die erste Dichtungsanord­ nung zur Befestigung am Spannkörper über wenigstens einen ra­ dial nach außen abstehenden Halteabschnitt verfügt, der in eine an der Innenfläche des Spannkörpers vorgesehene, zweck­ mäßigerweise ringförmige Halteausnehmung eingreift. Dadurch ist die erste Dichtungsanordnung am Spannkörper festgelegt, jedoch im Bedarfsfall gleichzeitig leicht austauschbar.

Es ist desweiteren zweckmäßig, wenn die erste Dichtungsanord­ nung von einem ringförmigen Dichtelement gebildet ist, dessen Außenoberfläche sowohl an die Außenoberfläche des Spannkör­ pers, als auch an die Mantelfläche der Kolbenstange angrenzt, wobei der Außenumfang des Dichtelementes von der Außenober­ fläche des Spannkörpers zur Mantelfläche der Kolbenstange hin abnimmt. Dies hat zur Folge, daß neben dem im wesentlichen fugenlosen Flächenübergang von der Mantelfläche der Kolben­ stange zur Außenoberfläche des Spannkörpers gleichzeitig eine gute Abstreiffunktion der ersten Dichtungsanordnung gewähr­ leistet wird.

Die zweite Dichtungsanordnung ist zweckmäßigerweise am Spann­ körper festgelegt, was zu einer sicheren Positionierung zwi­ schen Spannkörper und Tragwand und zu einer einfachen Aus­ tauschbarkeit dieser zweiten Dichtungsanordnung führt.

Ist die zweite Dichtungsanordnung von einem ringförmigen Dichtelement gebildet, dessen Außenoberfläche sowohl an der Außenoberfläche des Spannkörpers als auch an der dem Spann­ körper zugewandten Fläche der Tragwand angrenzt, wobei der Außenumfang des Dichtelementes von der Außenoberfläche des Spannkörpers zur Fläche der Tragwand hin zunimmt, kann ein besonders einfaches Reinigen dieses Übergangsbereiches zwi­ schen Spannkörper und Tragwand gewährleistet werden.

Vorteilhafterweise weist die zweite Dichtungsanordnung eine in einer ringförmigen, radial nach außen offenen, am Spann­ körper vorgesehenen Befestigungsausnehmung angeordnete Halte­ partie auf. Die Befestigungsausnehmung ist vorzugsweise im axialen, der Tragwand zugewandten Endbereich des Spannkörpers vorgesehen und kann axial, zur Tragwand hin, offen sein. So­ mit erhält man eine Befestigungsmöglichkeit der zweiten Dich­ tungsanordnung am Spannkörper, die eine gute Fixierung der Position bei gleichzeitig einfacher Austauschbarkeit der Dichtungsanordnung ermöglicht.

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Gegenstand anhand der beiliegenden Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ar­ beitszylinders in einer an einer Tragwand montier­ ten Lage im Schrägbild,

Fig. 2 den Arbeitszylinder nach Fig. 1 in Seitenansicht und teilweise im Längsschnitt.

Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder ist vor allem für den Einsatz in reinzuhaltenden Bereichen geeignet. Er ist an ei­ ner Tragwand 3 festlegbar, die einen reinzuhaltenden Arbeits­ bereich 4 von einem auf der entgegengesetzten Seite der Trag­ wand 3 liegenden Betätigungsbereich 5 abtrennt. Für den Ar­ beitsbereich 4 gelten dabei in der Regel wesentlich strengere Anforderungen an Hygiene und Sauberkeit als für den Betäti­ gungsbereich 5. Grundsätzlich ist der erfindungsgemäße fluid­ betätigte Arbeitszylinder auch in jedem anderen beliebigen Gebiet einsetzbar. Bei dem hier angeführten Verwendungszweck in reinzuhaltenden Bereichen handelt es sich um ein beispiel­ haft angeführtes, wenn auch bevorzugtes Einsatzfeld des Ar­ beitszylinders.

Der Arbeitszylinder verfügt über ein Zylindergehäuse 8, das an der vorderen Stirnseite durch einen Lagerdeckel 6 und an der rückwärtigen Stirnseite durch einen Abschlußdeckel 7 ver­ schlossen ist. Im Zylindergehäuse 8 ist ein Kolben 12 axial verschiebbar angeordnet, an dem eine Kolbenstange 9 festge­ legt ist. Die Kolbenstange 9 durchsetzt den Lagerdeckel 6 un­ ter Abdichtung und ragt axial nach außen.

Das Zylindergehäuse 8 weist zwei zur Beaufschlagung des mit der Kolbenstange 9 verbundenen Kolbens 12 vorgesehene Flui­ danschlüsse 13 auf, um durch Zufuhr bzw. Abfuhr eines Druck­ mediums den Kolben 12 zusammen mit der Kolbenstange 9 entlang der Längsachse 19 des Arbeitszylinders zu bewegen. Der bei­ spielsgemäße Arbeitszylinder ist insbesondere druckluftbe­ trieben. Die Fluidanschlüsse 13 sind zweckmäßigerweise am La­ gerdeckel 6 und am Abschlußdeckel 7 vorgesehen.

Das Zylindergehäuse 8 des Arbeitszylinders ist bei dem bei­ spielsgemäßen Anwendungsfall im Betätigungsbereich 5 angeord­ net und liegt mit der axial gerichteten äußeren Stirnfläche 10 des von der Kolbenstange 9 durchsetzten Lagerdeckels 6 an der dem Betätigungsbereich 5 zugewandten ersten Tragwandflä­ che 11 der Tragwand 3 an.

An dem Lagerdeckel 6 ist eine die Befestigung des Arbeitszy­ linders an der Tragwand 3 ermöglichende Befestigungseinrich­ tung 14 vorgesehen. Sie umfaßt die einen ausgehend von der Stirnfläche 10 axial vom Zylindergehäuse 8 wegragenden Befe­ stigungskörper 15 und einen kappenartig ausgebildeten, auf den Befestigungskörper 15 aufschraubbaren separaten Abdeck­ körper 16. Der Befestigungskörper 15 besitzt eine sich in Richtung der Längsachse 19 des Arbeitszylinders erstreckende, hohlzylinderförmige Gestalt und umgibt die Kolbenstange 9 koaxial. Diese ist im Bereich der inneren Mantelfläche 20 des Befestigungskörpers 15 in Richtung der Längsachse 19 ver­ schiebbar gelagert, wobei zwischen Kolbenstange 9 und Befe­ stigungskörper 15 zweckmäßigerweise eine nicht näher darge­ stellte, der Druckerhaltung im Inneren des Zylindergehäuses 8 dienende Kolbenstangendichtung vorgesehen ist. Auf seiner äu­ ßeren zylindrischen Mantelfläche 23 trägt der Befestigungs­ körper 15 ein das Aufschrauben des Abdeckkörpers 16 ermögli­ chendes Außengewinde 24.

In der gezeigten, an einer Tragwand 3 montierten Stellung ragt der Befestigungskörper 15 durch eine Durchbrechung 30 der Tragwand 3 hindurch in den Arbeitsbereich 4. Die Kolben­ stange 9 ragt ebenfalls in den Arbeitsbereich 4 hinein und steht dort mit einem nicht näher dargestellten, zu bewegenden Bauteil in Verbindung.

Der Abdeckkörper 16 enthält einen Spannkörper 28, der über eine ihn koaxial durchsetzende Durchtrittsöffnung 25 verfügt, in der er mit einem Innengewinde 27 versehen ist. Mit diesem Innengewinde 27 ist er von dem Arbeitsbereich 4 her auf den Befestigungskörper 15 aufschraubbar.

Insgesamt weist der Abdeckkörper 16 eine kappenartige Gestalt auf. Infolge dieser kappenartigen Ausbildung umgibt der Ab­ deckkörper 16 im aufgeschraubten Zustand sowohl den Befesti­ gungskörper 15 als auch einen sich in Richtung der Längsachse 19 an den Befestigungskörper 15 anschließenden Längenab­ schnitt 29 der Kolbenstange 9 vollständig. Der Abdeckkörper 16 ist im Arbeitsbereich 4 angeordnet und liegt einenends an der dem Arbeitsbereich 4 zugewandten zweiten Tragwandfläche 31 der Tragwand 3 und andernends an der Mantelfläche 32 der Kolbenstange 9 flächig an. An seinem dem freien Ende der Kol­ benstange 9 zugewandten äußeren Endbereich 35 ragt der Ab­ deckkörper 16 axial über den Befestigungskörper 15 hinaus und steht gleichzeitig radial nach innen bis zur Mantelfläche 32 der Kolbenstange 9 vor, wodurch seine kappenartige Ausgestal­ tung begründet ist.

Der Spannkörper 28 ist in dem den Befestigungskörper 15 koa­ xial umgebenden Bereich hohlzylinderförmig ausgebildet, wobei dieser Bereich im folgenden als hohlzylindrische Partie 38 bezeichnet sei. Sie weist das Innengewinde 27 auf. An der der zweiten Tragwandfläche 31 zugewandten Stirnseite der hohlzy­ lindrischen Partie 38 ist eine ringförmige, in aufgeschraub­ tem Zustand an der zweiten Tragwandfläche 31 anliegende Spannfläche 39 vorgesehen, die derart an die zweite Tragwand­ fläche 31 anpreßbar ist, daß der Arbeitszylinder mittels der Spannfläche 39 und der Stirnfläche 10 des Zylindergehäuses 8 an der Tragwand 3 verspannt ist.

An die hohlzylindrische Partie 38 schließt sich in Richtung des freien Endes der Kolbenstange 9 ein den Befestigungskör­ per 15 in axialer Richtung überragender Kopfabschnitt 41 des Spannkörpers 28 an, wobei der Kopfabschnitt 41 und die hohlzylindrische Partie 38 einstückig aneinander angeformt sind. Der Kopfabschnitt 41 weist einen die hohlzylindrische Partie 38 in axialer Richtung fortsetzenden, ebenfalls hohlzylindrischen Anformbereich 42 auf, dessen Längserstrec­ kung in axialer Richtung wesentlich geringer ist als die der hohlzylindrischen Partie 38. Dieser Anformbereich 42 ist ein­ stückig mit einem sich in axialer und gleichzeitig radial nach innen auf die Kolbenstange 9 zu erstreckenden Halteab­ schnitt 43 verbunden, der somit den Befestigungskörper 15 an seiner axialen Stirnseite 44 radial übergreift.

Der dem Anformbereich 42 des Kopfabschnittes 41 benachbarte Bereich des Halteabschnittes 43 ist beispielsgemäß ringschei­ benähnlich ausgebildet und ragt unter Bildung eines Radial­ vorsprunges 47 im wesentlichen radial nach innen auf die Kol­ benstange 9 zu, wobei er zweckmäßigerweise nicht an dieser anliegt. Zwischen der vom Zylindergehäuse 8 wegweisenden axialen Stirnseite 44 des Befestigungskörpers 15 und dem Ra­ dialvorsprung 47 des Halteabschnittes 43 ist ein ringförmiger Spalt 48 gebildet, dessen axiale Ausdehnung im wesentlichen der axialen Länge des Anformbereiches 42 des Kopfabschnittes 41 entspricht. Im Außenumfangsbereich des Kopfabschnittes 41 des Spannkörpers 28 ist in Höhe des Radialvorsprunges 47 ein schräg zum Radialvorsprung 47 und ebenfalls schräg auf die Kolbenstange 9 zulaufender Haltefortsatz 49 einstückig ange­ formt. Der Haltefortsatz 49 verläuft demnach schräg nach ra­ dial innen in Richtung des freien Endes der Kolbenstange 9 und zugleich axial vom Befestigungskörper 15 weg, wobei sein äußeres Ende 50 zweckmäßigerweise derart abgewinkelt ist, daß es im wesentlichen parallel zum Radialvorsprung 47 und somit radial zur Längsachse 19 verläuft. Zwischen dem Radialvor­ sprung 47 und dem äußeren Ende 50 des Haltefortsatzes 49 bil­ det sich eine ringnutähnliche Halteausnehmung 53, die an ih­ rer radial nach innen weisenden, der Kolbenstange 9 zugewand­ ten Seite offen ist. Die Halteausnehmung 53 dient der Aufnah­ me einer zwischen Kolbenstange 9 und Spannkörper 28 zwischen­ geschalteten ersten Dichtungsanordnung 54, auf die später noch näher eingangen werden soll.

Die Außenoberfläche 57 des zum Abdeckkörper 16 gehörenden Spannkörpers 28 ist glatt und fugenlos und dabei kantenlos und/oder mit abgerundeten Flächenübergängen ausgebildet. Un­ ter einer glatten Außenoberfläche 57 ist eine Oberfläche zu verstehen, die eine sehr geringe Rauhtiefe aufweist. Zur Er­ höhung der Oberflächengüte, was einer Verringerung der Rauh­ tiefe entspricht, können spanende, beispielsweise Feindrehen oder Feinschleifen oder nicht spanende Verfahren, wie z. B. Läppen eingesetzt werden. Desweiteren kann die Oberflächengü­ te durch eine entsprechende Materialwahl verbessert werden.

Die Außenoberfläche 57 des Spannkörpers 28 ist außerdem fu­ genlos ausgebildet, das heißt sie weist keine Fugen, Löcher, Schlitze, Spalten oder ähnliches auf. Die Außenoberfläche verfügt demnach über keine engen, unzugängliche Vertiefungen bzw. Ausnehmungen, in denen sich Verunreinigungen schwer zu­ gänglich ansammeln können.

Gemäß Fig. 1 weist der Spannkörper 28 vorzugsweise zwei sich bezüglich der Längsachse 19 des Arbeitszylinders auf diame­ tral gegenüberliegenden Seiten befindliche, im äußeren Um­ fangsbereich des Spannkörpers 28 angeordnete Werkzeugan­ griffsflächen 60 auf, von denen in Fig. 1 nur eine sichtbar ist. Die Werkzeugangriffsflächen 60 sind parallel zueinander angeordnet, um so das Ansetzen eines Schraubwerkzeuges, bei­ spielsgemäß eines Schraubenschlüssels zu ermöglichen. Auf diese Weise kann der Spannkörper 28 und somit der ganze Ab­ deckkörper 16 mit einer ausreichenden Kraft auf dem Befesti­ gungskörper 15 verschraubt und gegen die Tragwand 3 gespannt bzw. von dieser gelöst werden. Die Werkzeugangriffsflächen 60 weisen nach außen und sind somit Teil der gesamten Außenober­ fläche 57 des Spannkörpers 28. Eine jeweilige Werkzeugan­ griffsfläche 60 erstreckt sich axial hauptsächlich im Bereich der hohlzylindrischen Partie 38 und endet in ihrem der Trag­ wand 3 zugewandten Endbereich an einer rechtwinkelig oder schräg zur Werkzeugangriffsfläche 60 verlaufenden Abschluß­ fläche 61. Die Abschlußfläche 61 entsteht, wenn die ebene Werkzeugangriffsfläche 60 in die im Bereich der hohlzylindri­ schen Partie 38 zylindrische Außenoberfläche 57 des Spannkör­ pers 28 eingebracht wird, wobei auch die Abschlußfläche 61 zur Außenoberfläche 57 des Spannkörpers zuzurechnen ist. Auf der axial entgegengesetzten Seite endet die Werkzeugangriffs­ fläche 60 im Bereich des Kopfabschnittes 41 und ist zum frei­ en Ende der Kolbenstange 9 hin bogenförmig gewölbt.

Die im aufgeschraubten Zustand sichtbare Außenoberfläche 57 des Spannkörpers 28 ist beispielsgemäß mit abgerundeten Flä­ chenübergängen ausgebildet, wobei die "Kanten" am Spannkörper mit Hilfe von Radien abgerundet sind, so daß keine scharfen, linienhaften Kanten entstehen, sondern allmählich ineinander verlaufende Flächenübergänge. Der an der hohlzylindrischen Partie 38 befindliche Flächenabschnitt 38' der Außenoberflä­ che 57 hat die Gestalt einer an zwei gegenüberliegenden Sei­ ten durch eine jeweilige Werkzeugangriffsfläche 60 abgeplat­ teten Mantelfläche eines Zylinders. Der am Anformbereich 42 des Kopfabschnittes 41 befindliche Flächenabschnitt 42' der Außenoberfläche 57 entspricht im wesentlichen der Mantelflä­ che eines Zylinders, wohingegen der am Haltefortsatz 49 vor­ gesehene Flächenabschnitt 49' im wesentlichen der Mantelflä­ che eines Pyramidenstumpfes mit kreisförmiger Grundfläche entspricht. Der Übergang zwischen dem Flächenabschnitt 49' des Haltefortsatzes 49 und dem Flächenabschnitt 42' des An­ formbereiches 42 erfolgt allmählich mittels einer im Über­ gangsbereich der Flächenabschnitte 42', 49' angeordneten Run­ dung 64. Die Rundung 64 ist gemäß Fig. 1 von einer jeweili­ gen Werkzeugangriffsfläche 60 unterbrochen, wobei auch der Übergangsbereich zwischen der Werkzeugangriffsfläche 60 und der Außenoberfläche 49' des Haltefortsatzes 49 mittels eines Radius 65 abgerundet ist. Desweiteren sind auch die übrigen Flächenübergänge der Werkzeugangriffsfläche 60 in die angren­ zenden Flächenabschnitte 42', 38' und in die Abschlußfläche 61 sowie der Übergang der Abschlußfläche 61 in den Flächenab­ schnitt 38' abgerundet ausgebildet. Auf diese Weise entstehen an der Außenoberfläche 57 des Spannkörpers 28 keine scharfen Kanten, was dazu führt, daß sich die Außenoberfläche 57 sehr einfach reinigen läßt. Durch die Kombination, der die Außen­ oberfläche 57 beschreibenden Merkmale entsteht eine leicht zu reinigende, die Gefahr des Festsetzens von Bakterien und Schmutz verringernde Oberfläche des Spannkörpers 28.

In einer alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit wäre es eben­ falls denkbar, den Spannkörper 28 kantenlos zu fertigen, bei­ spielsweise in Form ähnlich einer Halbkugel.

Im Bereich der Lebensmittelindustrie ist häufig desweiteren eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit des Materials gefordert, da hier sehr aggressive Reinigungsmittel verwendet werden. Der Spannkörper 28 könnte in diesem Fall beispielsweise aus Edelstahl oder sonstigem korrosionsbeständigen Material ge­ fertigt sein.

Wie bereits beschrieben, ist zwischen dem Spannkörper 28 und die Kolbenstange 9 eine ringförmige erste Dichtungsanordnung 54 zwischengeschaltet, die einerseits in der Halteausnehmung 53 an der Innenseite des Spannkörpers 28 insbesondere lösbar festgelegt ist und andererseits an der Mantelfläche 32 der Kolbenstange 9 gleitfähig anliegt. Demnach ist die erste Dichtungsanordnung 54 dem Befestigungskörper 15 axial vorge­ lagert und verhindert auf diese Weise das Eindringen von Schmutz und Bakterien in dem Bereich zwischen Spannkörper 28 und Kolbenstange 9 und in das Innere des Zylindergehäuses 8 des Arbeitszylinders.

Die erste Dichtungsanordnung ist beispielsgemäß von einem ringförmigen Dichtelement 70 gebildet, das eine in Richtung der Längsachse 19 verlaufende zylindrische Durchbrechung auf­ weist, in der die Kolbenstange 9 in Richtung der Längsachse 19 bewegbar angeordnet ist, so daß diese vollständig koaxial vom Dichtelement 70 umschlossen ist. Am Außenumfang des end­ seitig inneren Bereiches des Dichtelementes 70 ist ein radial nach außen hervorspringender, beispielsgemäß ringförmig in sich geschlossener Halteabschnitt 74 vorgesehen, der in die an der Innenseite des Kopfabschnittes 41 des Spannkörpers 28 eingebrachte Halteausnehmung 53 eingreift. Der Halteabschnitt 74 des Dichtelementes 70 liegt demnach mit seiner dem Befe­ stigungskörper 15 zugewandten Rückfläche 75 am Radialvor­ sprung 47 und mit der axial entgegengesetzten Fläche an der Innenfläche des äußeren Endes 50 des Haltefortsatzes 49 an. Gemäß Fig. 2 ragt der Radialvorsprung 47 sehr weit radial nach innen, so daß das Dichtelement 70 mit seiner Rückfläche 75 großflächig abgestützt ist.

Aus Fig. 2 geht ferner hervor, daß das äußere Ende 50 des Haltefortsatzes 49 in eine am Außenumfang des Dichtelementes 70 vorgesehene, radial nach außen offenen Ringnut 77 ein­ greift, so daß das Dichtelement 70 auf das äußere Ende 50 des Haltefortsatzes 49 aufgeknüpft ist.

Die Außenoberfläche 78 des Dichtelementes 70 verläuft bei­ spielsgemäß derart in Richtung des freien Endes der Kolben­ stange 9 geneigt, daß der schräg nach radial innen verlaufen­ de Flächenabschnitt 49' des Haltefortsatzes 49 fugenlos und im wesentlichen kantenlos und insbesondere ohne Absatz in die Außenoberfläche 78 des Dichtelementes 70 übergeht, die sich dann im wesentlichen mit der gleichen Neigung wie der Flä­ chenabschnitt 49' zur Kolbenstange 9 hin fortsetzt. In einer alternativen Ausführungsform könnten die Außenoberfläche 78 des Dichtelementes 70 und der Flächenabschnitt 49' des Halte­ fortsatzes 49 unter Bildung einer stumpfwinkeligen Kante an­ einanderstoßen. In diesem Fall ist aufgrund des stumpfen Win­ kels ebenfalls ein einfaches Reinigen gewährleistet und das Absetzen von Verunreinigungen vermindert.

Das Dichtelement 70 schmiegt sich im Übergangsbereich zur Mantelfläche 32 der Kolbenstange 9 derart an diese an, daß auch hier ein praktisch fugenloser und beispielsgemäß im we­ sentlichen kantenloser Übergang zur Außenoberfläche 78 ge­ schaffen ist. Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispieles kann das Dichtelement 70 in seinem axial äußeren Endbereich derart konkav gewölbt sein, daß seine Außenoberfläche 78 all­ mählich in die Mantelfläche der Kolbenstange 9 übergeht.

Die von einem Dichtelement 70 gebildete erste Dichtungsanord­ nung 54 liegt beispielsgemäß zumindest im wesentlichen über ihre gesamte Längsausdehnung an der Kolbenstange 9 an. In ei­ ner alternativen Ausführungsform könnten zwischen der ersten Dichtungsanordnung 54 und der Mantelfläche 32 der Kolbenstan­ ge 9 auch Hohlräume eingeschlossen sein, wie dies beispiels­ weise bei einer dichtlippenähnlichen Ausbildung der ersten Dichtungsanordnung 54 der Fall wäre.

In der vorliegenden Ausführung verfügt der Abdeckkörper 16 desweiteren über eine ringförmige, zwischen den Spannkörper 28 und die Tragwand 3 zwischengeschaltete zweite Dichtungsan­ ordnung 81, die ebenfalls am Spannkörper 28 festgelegt ist. Dies hat zur Folge, daß beim bezüglich des Befestigungskör­ pers 15 erfolgenden Auf- bzw. Abschrauben des Spannkörpers 28 sowohl die erste (54), als auch die zweite (81) Dichtungsan­ ordnung zusammen mit dem Spannkörper 28 auf- bzw. abge­ schraubt wird. Der Abdeckkörper 16 ist somit eine Baueinheit bestehend aus dem Spannkörper 28 und den beiden an diesem festgelegten Dichtungsanordnungen 54, 81.

Zur Befestigung der zweiten Dichtungsanordnung 81 am Spann­ körper 28 weist dieser beispielsgemäß in seinem der Tragwand 3 zugewandten axialen Endbereich eine am Außenumfang vorgese­ hene, ringförmig umlaufende Befestigungsausnehmung 82 auf, in die eine radial nach innen vorstehende, beispielsgemäß eben­ falls ringförmig umlaufende, einstückig an der zweiten Dich­ tungsanordnung 81 angeordnete Haltepartie 83 eingreift. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Befestigungsausneh­ mung 82 desweiteren axial in Richtung der Tragwand 3 offen, wodurch die zweite Dichtungsanordnung 81 auch im Bereich der Befestigungsausnehmung 82 an der zweiten Tragwandfläche 31 zur Anlage kommen kann.

Beispielsgemäß ist die zweite Dichtungsanordnung von einem ringförmigen Dichtelement 86 gebildet, dessen dem Arbeitsbe­ reich 4 zugewandte Außenoberfläche 87 den Flächenabschnitt 38' der hohlzylindrischen Partie 38 des Spannkörpers 28 und die zweite Tragwandfläche 31 fugenlos verbindet, wobei der Außendurchmesser des Dichtelementes 86 vom Übergangsbereich in die Außenoberfläche 57 des Spannkörpers 28 zum Übergangs­ bereich in die zweite Tragwandfläche 31 zunimmt. Um die Über­ gänge der Außenoberfläche 87 des Dichtelementes 86 in die je­ weils angrenzenden Außenoberflächen 57, 31 kantenlos auszuge­ stalten, verläuft die Außenoberfläche 87 in einem jeweiligen Übergangsbereich näherungsweise in Richtung der angrenzenden Fläche 31, 57, wodurch die konkav nach innen gewölbte Gestalt der Außenoberfläche 87 des Dichtelementes 86 begründet ist.

Insgesamt wird also durch die zweite Dichtungsanordnung 81 ein im wesentlichen fugenloser und kantenloser Übergang zwi­ schen der zweiten Tragwandfläche 31 und der Außenoberfläche 57 des Spannkörpers geschaffen. Auch hier soll dadurch das Festsetzen von Verschmutzungen vermieden und die Reinigung erleichtert werden.

Der Abdeckkörper 16 bewirkt eine Kapselung des in den Ar­ beitsbereich hineinragenden Endabschnittes des Zylindergehäu­ ses 8. Er ist so gestaltet, daß unzugängliche, leicht ver­ schmutzende Bereiche vermieden sind, was den Einsatz in Hy­ gienebereichen ermöglicht. Beim Einsatz in stark verschmut­ zungsanfälligen Bereichen schützt die erste Dichtungsanord­ nung 54 zudem vor dem Eindringen von Verunreinigungen, welche von der Kolbenstange 9 abgestreift werden, so daß die im La­ gerdeckel 6 befindliche Dichtungsanordnung weniger ver­ schleißgefährdet ist.

Claims (12)

1. Fluidbetätigter Arbeitszylinder, insbesondere für den Einsatz in reinzuhaltenden Bereichen, mit einem Zylinderge­ häuse (8), das an einer Stirnseite (10) von einer Kolbenstan­ ge (9) durchsetzt ist und im Bereich dieser Stirnseite (10) über eine die Befestigung des Arbeitszylinders an einer Trag­ wand (3) ermöglichende Befestigungseinrichtung (14) verfügt, wobei die Befestigungseinrichtung (14) einen axial vom Zylin­ dergehäuse wegragenden, die Kolbenstange (9) koaxial um­ schließenden, hohlzylinderähnlichen Befestigungskörper (15) aufweist, der durch eine in der Tragwand (3) vorgesehene Durchbrechung (30) hindurchsteckbar ist und der auf seiner äußeren Mantelfläche (23) ein Außengewinde (24) trägt, auf das ein mit einem Innengewinde (27) versehener und gegen die Tragwand (3) verspannbarer Spannkörper (28) aufschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkörper (28) Be­ standteil eines kappenartig ausgebildeten und im aufge­ schraubten Zustand den Befestigungskörper (15) sowie einen sich an diesen anschließenden Längenabschnitt (29) der Kol­ benstange (9) vollständig umgebenden Abdeckkörpers (16) ist, wobei die Außenoberfläche (57) des Spannkörpers (28) glatt und fugenlos und dabei kantenlos und/oder mit abgerundeten Flächenübergängen ausgebildet ist, daß der Abdeckkörper (16) eine am Spannkörper (28) festgelegte ringförmige erste Dich­ tungsanordnung (54) aufweist, die im aufgeschraubten Zustand des Spannkörpers (28) zwischen die Kolbenstange (9) und den Spannkörper (28) zwischengeschaltet und dem Befestigungskör­ per (15) axial vorgelagert ist und einen zumindest im wesent­ lichen fugenlosen Flächenübergang zwischen der Mantelfläche (32) der Kolbenstange (9) und der Außenoberfläche (57) des Spannkörpers (28) herstellt, und daß der Abdeckkörper (16) über eine ringähnliche zweite Dichtungsanordnung (81) ver­ fügt, die im aufgeschraubten Zustand des Spannkörpers (28) zwischen den Spannkörper (28) und der Tragwand (3) zwischen­ geschaltet ist und einen zumindest im wesentlichen fugenlosen Flächenübergang zwischen der dem Abdeckkörper (16) zugewand­ ten Fläche der Tragwand (31) und der Außenoberfläche (57) des Spannkörpers (28) herstellt.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkörper (28) aus einem korrosionsbeständigen Ma­ terial gefertigt ist, beispielsweise aus Edelstahl.

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spannkörper (28) wenigstens eine und insbe­ sondere zwei Werkzeugangriffsflächen (60) aufweist, die das Ansetzen eines zum Verspannen bzw. Lösen des Spannkörpers (28) dienenden Schraubwerkzeuges ermöglichen.

4. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spannkörper (28) in seinem mit dem Innengewinde (27) versehenen Bereich hohlzylinderförmig ausgebildet ist und einen im aufgeschraubten Zustand den Be­ festigungskörper (15) in axialer Richtung überragenden Kopfabschnitt (41) aufweist, der radial nach innen ragt und dabei den Befestigungskörper (15) an seiner axialen Stirnsei­ te (44) übergreift.

5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Dichtungsanordnung (54) zur Befestigung am Spannkörper (28) über wenigstens einen ra­ dial nach außen abstehenden Halteabschnitt (74) verfügt, der in eine an der Innenfläche des Spannkörpers vorgesehene, zweckmäßigerweise ringförmige Halteausnehmung (53) eingreift.

6. Arbeitszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteausnehmung (53) radial innen an einem Abschnitt des Spannkörpers (28) angeordnet ist, der bei aufgeschraubtem Spannkörper (28) axial über den Befestigungskörper (15) hin­ ausragt.

7. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Dichtungsanordnung (54) von einem ringförmigen Dichtelement (70) gebildet ist, dessen Außenoberfläche (78) im aufgeschraubten Zustand des Spannkör­ pers (28) sowohl an die Außenoberfläche (57) des Spannkörpers (28), als auch an die Mantelfläche (32) der Kolbenstange (9) angrenzt, wobei der Außenumfang des Dichtelementes (70) von der Außenoberfläche (57) des Spannkörpers (28) zur Mantelflä­ che (32) der Kolbenstange (9) hin abnimmt.

8. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtungsanordnung (81) am Spannkörper (28) festgelegt ist.

9. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtungsanordnung (81) von einem ringförmigen Dichtelement (86) gebildet ist, dessen Außenoberfläche (87) im aufgeschraubten Zustand des Spannkör­ pers (28) sowohl an der Außenoberfläche (57) des Spannkörpers (28), als auch an der dem Spannkörper (28) zugewandten Flä­ che der Tragwand (31) angrenzt, wobei der Außenumfang des Dichtelementes (86) von der Außenoberfläche (57) des Spann­ körpers (28) zur Fläche der Tragwand (31) hin zunimmt.

10. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweite Dichtungsanordnung (81) mit einer Haltepartie (83) in einer am Spannkörper (28) vor­ gesehenen ringförmigen und radial nach außen offenen Befesti­ gungsausnehmung (82) angeordnet ist.

11. Arbeitszylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungsausnehmung (82) im der Tragwand (3) zugewandten axialen Endbereich des Spannkörpers (28) vorgese­ hen ist.

12. Arbeitszylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungsausnehmung (82) axial zur Tragwand (3) hin offen ist.