DE19827765C2 - Sensorbefestigungsvorrichtung für Fluiddruckzylinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorbe­ festigungsvorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1.

Sensoren, wie magnetische Proximitätsschalter oder der­ gleichen, werden an einem Fluiddruckzylinder angebracht, um die Betätigungsposition eines Kolbens festzustellen. Bei Zylindern, bei denen ein Zylinderrohr und Abdeckungen an den entsprechenden Enden des Zylinders unter Verwendung von Zugstangen verbunden werden, wird der Sensor üblicherweise mit Hilfe der Zugstange angebracht.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine bekannte Befestigungsvorrichtung zum Anbringen eines Sensors 10 an einer Zugstange 5 eines Zylinders 1. Der Zylinder 1 weist ein Zylinderrohr 2 sowie eine Kopfabdeckung 3 und eine Stangenabdeckung 4 auf, die an den entsprechenden axialen Enden des Rohres 2 vorgesehen sind, wobei das Rohr und die Abdeckungen unter Verwendung einer Vielzahl (in der Zeichnung vier) von Zugstangen 5 und Muttern 6 einstückig gekoppelt sind. Ein ringförmiger Permanentmagnet (nicht dargestellt), der dazu verwendet wird, die Position festzustellen, ist an der äußeren Umfangsfläche eines Kolbens (nicht dargestellt) angebracht, der sich abgedichtet in dem Rohr 2 hin und herbewegt. Der Sensor 10 stellt den Permanent­ magneten fest.

Das Bezugszeichen 7 in den Figur bezeichnet eine Kolbenstange, 3a und 4a sind Druckluftzufuhr- bzw. -ablaßöffnungen und 8 ist ein Stopfen, der dazu verwendet wird, die Geschwindigkeit des Kolbens einzustellen, indem der Ausgangsdurchfluß reguliert wird.

Eine Befestigung 11 zum Anbringen des Sensors 10 an der Zugstange 5 weist eine erste Befestigungsnut 12 auf, in die die Zugstange 5 eingesetzt ist, eine Vielzahl von Gewindeboh­ rungen 13, deren Spitzen sich in die erste Befestigungsnut 12 öffnen, erste Stellschrauben 15, die in den Gewindebohrun­ gen 13 angebracht sind, und eine Gewindebohrung 14, die beinahe senkrecht zu den Gewindebohrungen 13 vorgesehen ist, um den Sensor anzubringen. Die Zugstange 5 ist in die erste Befestigungsnut 12 eingesetzt, wobei die ersten Stell­ schrauben 15 angezogen werden, um mit ihren Spitzen einen Reibschluß mit der Zugstange 5 herzustellen, um die Be­ festigung an einer beliebigen Längsposition an der Zugstange 5 zu befestigen.

Andererseits umfaßt der Sensor 10 einen Befestigungs­ abschnitt 17, der seitlich von einem Grundkörper 16 vorsteht. Der Sensor 10 wird an der Sensorbefestigung 11 befestigt, indem eine zweite Stellschraube 18 durch eine in dem Be­ festigungsabschnitt 17 vorgesehene Öffnung 17a in die Gewindebohrung 14 eingeschraubt wird. Der Sensor 10 liegt dann mit seinem Boden an dem äußeren Umfang des Zylinderrohres 2 an.

Auf diese Weise kann die Zugstange 5 dazu verwendet werden, den Sensor einfach zu befestigen. Die herkömmliche Sensorbe­ festigungsvorrichtung ist jedoch nachteilig, weil die Befestigung 11 und der Sensor 10 nicht in den korrekten Positionen an der Zugstange 5 angebracht werden können, wenn der Sensor 10 nicht zuvor an der Befestigung 11 angebracht ist. Mit anderen Worten kann sich die Befestigung 11 ohne den Sensor 10 frei um die Zugstange 5 drehen, so daß eine Festlegung des Befestigungswinkels verhindert wird. Dement­ sprechend kann die Befestigung 11 nicht mit dem korrekten Winkel an der Zugstange 5 angebracht werden, wenn die Befestigung 11 nicht zuvor derart an dem Sensor 10 angebracht ist, daß der Sensor 10 die Stellschrauben 15 an einer Position festlegt, an welcher der Sensor 10 an der äußeren Oberfläche des Zylinderrohres 2 anliegt, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Aufgrund dieser Einschränkungen des Sensorbefestigungsvorgangs kann die herkömmliche Befestigungsvorrichtung nicht effizient arbeiten. Außerdem müssen zum Ersatz des Sensors zwei Vorgänge durchgeführt werden: Ein Vorgang zum Lösen der zweiten Stellschraube 18, um den Sensor 10 aus der Befestigung 11 zu entfernen, und ein Vorgang zum Lösen der ersten Stell­ schraube 15, um die Befestigung 11 zu lösen. Dies ist sehr mühsam. Außerdem ist es, da die Stellschrauben 15 und 18 in unterschiedlichen, zueinander senkrechten Richtungen an­ gebracht sind, schwierig, die Vorgänge bei geringem zur Verfügung stehenden Arbeitsplatz unter Verwendung eines Werkzeugs, wie eines Schraubendrehers, von zwei Richtungen durchzuführen. Außerdem muß die Befestigung 11 zum Einstellen der Befestigungsposition des Sensors 10 gelöst werden, um die Vorrichtung 11 und den Sensor 10 zusammen entlang der Zugstange 5 zu bewegen.

In der DE 35 16 346 C1 wird eine Klemmvorrichtung zur Befestigung eines Lagegebers an einem Zuganker eines Druck­ mittelzylinders beschrieben. Die Klemmvorrichtung besteht aus zwei Haken, die den Zuganker jeweils teilweise umgreifen und über eine Spannschraube verspannbar sind. Der Lagegeber ist über Schrauben fest mit einem der beiden Klemmelemente verbunden. Eine Einstellung der Position des Lagegebers in Axialrichtung ist durch die starre Verbindung über die Schrauben nicht möglich.

Aus der DE 93 01 708 U1 ist ein Magnetfeldsensor bekannt, der einen U-förmigen Klemmbügel aufweist, der an einer Zuganker­ stange eines Zylinders befestigbar ist. In einen der beiden Schenkel des Klemmbügels ist eine Durchgangsbohrung einge­ bracht, in der ein Sensorelement eingegossen ist.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensorbefestigungsvorrichtung zu schaffen, die eine effiziente Befestigung ermöglicht, wobei eine Befestigung in unabhängiger Weise in der korrekten Position an einer Zugstange eines Zylinders angebracht werden kann, ohne zuvor an einem Sensor befestigt zu werden, wodurch die an der Zugstange angebrachte Befestigung an dem Sensor befestigt werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, die eine unabhängige Installation und Entfernung des Sensors ohne Lösen der Befestigung ermöglicht, wodurch die Wartung erleichtert wird.

Schließlich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, bei der Stell­ schrauben zum Befestigen der Befestigung und des Sensors auch bei kleinem Arbeitsraum unter Verwendung eines Werkzeugs einfach gedreht werden können.

Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Sensorbefestigungsvorrichtung umfaßt einen Sensor und eine Befestigung. Die Befestigung weist ein proximales Ende auf, das an der Zugstange befestigt ist, und einen Spitzenabschnitt, der an einem Zylinderrohr anliegt, um die Position der Befestigung festzulegen. Das proximale Ende weist eine erste Befestigungsnut auf, in welche die Zugstange eingesetzt ist, und erste Stellschrauben zum Befestigen der eingesetzten Zugstange an der Befestigung. Andererseits ist in dem Spitzenabschnitt eine zweite Befestigungsnut ausge­ bildet, und der Sensor kann in dieser Nut derart angebracht werden, daß die Position des Sensors in axialer Richtung des Zylinderrohres einstellbar ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Befestigung in unabhängiger Weise in dem korrekten Winkel an der Zugstange angebracht werden, indem die Befestigung an der Zugstange befestigt wird, während der Spitzenabschnitt der Befestigung an dem Zylinderrohr anliegt. Damit kann der Sensor in unabhängiger Weise an der an der Zugstange angebrachten Befestigung angebracht werden, wodurch der Befestigungsvorgang vereinfacht wird. Außerdem kann der Sensor beim Ersatz oder zum Einstellen seiner Position in unabhängiger Weise in­ stalliert bzw. entfernt werden, ohne die Befestigung zu lösen, wodurch die Wartung vereinfacht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann der Sensor unter Verwendung einer zweiten Stellschraube an einer beliebigen Position in der Befestigungsnut verankert werden. Die zweite Stellschraube und die ersten Stellschrauben für die Befestigung können in derselben Richtung vorgesehen sein, so daß sie von derselben Richtung unter Verwendung eines Werkzeugs gedreht werden können.

Diese Konfiguration vermeidet die Notwendigkeit von Arbeits­ räumen in zwei Richtungen, wodurch die oben beschriebenen Vorgänge unter Verwendung des Werkzeugs zuverlässig auch bei kleinen Arbeitsräumen durchgeführt werden können.

Gemäß der Erfindung hat die Befestigungsnut vorzugsweise einen Querschnitt, der so geformt ist, daß die Nutenbreite ihrer Öffnung kleiner ist als ihre innere Nutenbreite, während der Sensor eine Breite aufweist, die kleiner ist als die innere Nutenbreite der Befestigungsvorrichtungsnut aber größer als die Nutenbreite der Öffnung. Somit wird beim Drehen der zweiten Stellschraube, die den Sensor in seiner Dickenrichtung durchtritt, zur Herstellung des Reibschlusses zwischen der Spitze der Schraube und dem Nutenboden der Befestigungsnut der Sensor von der Innenseite der Nut gegen die Kante der Öffnung der Befestigungsnut gepreßt, um eine feste Halterung herzu­ stellen.

Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform einer Sensorbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem die Sensorbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung an einer Zugstange eines Zylinders angebracht ist,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer herkömmlichen Sensorbefestigungsvorrichtung,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt, der einen Zustand darstellt, in welchem die Sensorbefestigungsvor­ richtung gemäß Fig. 3 an einer Zugstange angebracht ist, und

Fig. 5 einen schematischen Schnitt, der den Zustand darstellt, in welchem der Sensor in Fig. 4 nicht angebracht ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausgestaltung einer Sensorbefestigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung. Ein Fluiddruckzylinder 1, an dem ein Sensor 20 an­ gebracht ist, hat im wesentlichen dieselbe Konfiguration wie der Zylinder 1 gemäß Fig. 3. Daher weisen dieselben Haupt­ komponenten in den Figur dieselben Bezugszeichen auf und auf ihre erneute detaillierte Beschreibung wird verzichtet.

Die Sensorbefestigungsvorrichtung weist den Sensor 20 auf, um die Betriebsposition eines Kolbens in den Zylinder 1 fest­ zustellen, und eine Befestigung 21 zum Anbringen des Sensors 20 an einer Zugstange 5 des Zylinders 1.

Die Befestigung 21 weist ein proximales Ende 21a auf, das an der Zugstange 5 angebracht ist, und einen Spitzen­ abschnitt 21b, der an der Außenfläche eines Zylinderrohres 2 anliegt, um die Position der Befestigung 21 festzulegen. Die Befestigung weist einen hakenförmigen Querschnitt auf, wobei ihre Spitze gebogen ist und sie einstückig aus einem nicht magnetischen Material, wie einem Kunstharz oder Aluminium ausgebildet ist.

Das proximale Ende 21a weist eine erste Befestigungsnut 22 auf, in die die Zugstange 5 eingesetzt ist, eine Vielzahl von Gewindebohrungen 25, die relativ zu der Mitte der Zugstange 5 an einer Position nahe dem Spitzenabschnitt 12b angeordnet und zu der ersten Befestigungsnut 22 hin geschnitten sind, und erste Stellschrauben 26, die in die Gewindebohrungen 25 eingeschraubt sind. Die Befestigung 21 kann an der Zugstange 5 angebracht werden, indem die ersten Stellschrauben 26 angezogen werden, um einen Reibschluß zwischen ihren Spitzen 26a und der Zugstange 5 herzustellen. Die erste Befestigungsnut 22 ist so bemessen, daß die Hälfte oder mehr des Umfangs der Zugstange 5 in die Nut eingesetzt werden kann.

Der Spitzenabschnitt 21b weist einen kreisförmigen Anlage­ abschnitt 24 auf, der passend an der äußeren Fläche des Zylinderrohres 2 anliegt, und eine zweite Befestigungsnut 23, in welcher der Sensor 20 derart angebracht ist, daß seine Position in Axialrichtung des Zylinderrohres 2 einstellbar ist. Die zweite Befestigungsnut 23 ist nahe dem Anlage­ abschnitt 24 und parallel zu der ersten Befestigungsnut 22 ausgebildet.

Die Kanten 23a, 23a der Öffnung der zweiten Befestigungsnut 23 sind so geformt, daß sie zum Inneren der Nut vorstehen, so daß die Nutenbreite der Öffnung kleiner ist als die innere Nutenbreite, wodurch die Kanten 23a, 23a als Angriffs­ abschnitte zum Verhindern eines Herausrutschens des Sensors 20 dienen.

Außerdem hat der Sensor 20 einen länglichen Grundkörper 28, der von dem Nutenende her in die Befestigungsnut 23 einsetzbar ist. Die Breite des Körpers 28 ist so ausgebildet, daß sie kleiner ist als die innere Nutenbreite der zweiten Be­ festigungsnut 23 aber größer als die Nutenbreite der Öffnung, um ein Herausrutschen des Körpers aus der Öffnung zu verhin­ dern. Der Sensor 20 weist eine Gewindebohrung 28a auf, die den Körper 28 in seiner Dickenrichtung durchtritt, und eine zweite Stellschraube 30, die in die Gewindeöffnung 28a eingeschraubt ist. Wenn die zweite Stellschraube 30 unter Verwendung eines Werkzeugs 33, beispielsweise eines Schraubendrehers, angezogen wird, um einen Reibschluß zwischen der Spitze der Schraube und dem Nutenboden der Befestigungsnut 23 herzustellen, liegen beide Schultern des Sensors 20 von dem Inneren der Nut gegen die Kanten 23a, 23a der Befestigungsnut 23 an, um den Sensor 20 an einer beliebigen Position in der Befestigungsnut 23 zu verankern.

Das Bezugszeichen 31 in der Zeichnung bezeichnet eine Lampe, die an der oberen Fläche des Sensors 20 vorgesehen ist und den Betriebszustand des Sensors anzeigt. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Leitung, die von dem Ende des Körpers ausgeht.

Die ersten Stellschrauben 26 zum Befestigen der Befestigung 21 an der Zugstange 5 und die zweite Stellschraube 30 zum Befestigen des Sensors 20 an der Befestigung 21 werden in derselben Richtung angebracht, so daß die Stellschrauben 26 und 30 unter Verwendung eines Werkzeugs, beispielsweise eines Schraubendrehers oder eines Schraubenschlüssels, von derselben Richtung her gedreht werden können. Diese Konfiguration vermeidet die Notwendigkeit von Arbeitsräumen in zwei Richtungen, die das Drehen der Stellschrauben 26 und 30 ermöglichen, wodurch die oben beschriebenen Vorgänge unter Verwendung des Werkzeugs auch bei kleinen Arbeitsräumen zuverlässig durchgeführt werden können.

Der Sensor 20 ist ein magnetischer Proximitätsschalter, der das Magnetfeld eines an dem Kolben angebrachten Permanent­ magneten feststellt. Es kann aber auch ein auf einer anderen Feststellmethode basierender Sensor verwendet werden. So kann beispielsweise ein Hochfrequenzsensor eingesetzt werden, der einen durch in dem Kolben befestigtes Metall fließenden induzierten Strom feststellt.

Zur Befestigung des Sensors 20 an dem Zylinder 1 unter Verwendung der Sensorbefestigungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Ausbildung wird die Zugstange 5 in die erste Befestigungsnut 22 an dem proximalen Ende 21a der Befesti­ gungsvorrichtung 21 eingesetzt und der Anlageabschnitt 24 des Spitzenbereiches 21b kann dann an der äußeren Fläche des Zylinderrohres 2 anliegen. Anschließend werden die ersten Stellschrauben 26 angezogen, wobei der Anlageabschnitt 24 an der äußeren Fläche des Zylinderrohres 2 anliegt. Dieser Vorgang ermöglicht eine einfache und zuverlässige Anbringung der Befestigung 21 an der Zugstange 5 in dem korrekten Befestigungswinkel. In diesem Fall kann der Sensor 20 zuvor in der zweiten Befestigungsnut 22 in der Befestigung 21 angebracht sein oder auch nicht. Alternativ kann die zweite Stellschraube 30 leicht angezogen sein, um den Sensor 20 temporär zu befestigen, so daß der Sensor nicht aus der Nut herausrutscht. Die zweite Stellschraube 30 kann dann nach Anbringung der Befestigung 21 befestigt werden.

Anschließend wird der Sensor 20, wenn er nicht zuvor in der zweiten Befestigungsnut 23 angebracht wurde, von dem Ende der zweiten Befestigungsnut 23 in diese eingesetzt und die Position des Sensors wird entlang der Befestigungsnut 23 eingestellt. Die zweite Stellschraube 30, die gelöst war, wird dann angezogen, um ihre Spitze gegen den Boden der Nut zu pressen, um den Sensor 20 an dieser Position zu befestigen.

Wie oben beschrieben, kann die obige Ausführungsform die Befestigung 21 in dem korrekten Winkel an der Zugstange 5 anbringen, unabhängig davon, ob der Sensor in der Be­ festigung 21 angebracht ist oder nicht. Somit kann der Sensor 20 in der an der Zugstange 5 angebrachten Befestigung angebracht werden, oder die Befestigung 21, an welcher der Sensor 20 angebracht ist, kann an der Zugstange 5 angebracht werden, wodurch die Bearbeitung während des Anbringens vereinfacht wird. Zusätzlich kann der Sensor 20 bei seinem Ersetzen oder zum Einstellen seiner Position unabhängig installiert und entfernt werden, indem einfach die zweite Stellschraube 30 gelöst wird, ohne Lösen der ersten Stell­ schrauben 26, die die Befestigung 21 halten, wodurch die Arbeit während der Wartung erleichtert wird.

Obwohl die beschriebene Ausführungsform die Sensorbe­ festigung 21 lediglich mit einer einem Bruchteil der Länge des Zylinderrohres 2 entsprechenden Länge zeigt, kann die Befestigung 21 auch ebensolang ausgebildet sein wie das Zylinderrohr 2. In diesem Fall kann Befestigung 21 an der Zugstange 5 befestigt bleiben, auch wenn die Befestigungs­ position des Sensors 20 vollständig geändert werden muß.

Claims (3)

1. Sensorbefestigungsvorrichtung für Fluiddruckzylinder (1) mit einem Sensor (20) zum Feststellen der Betriebsposition eines Kolbens in dem Fluiddruckzylinder (1) und mit einer Sensorbefestigung (21) zum Befestigen des Sensors (20) an einer Zugstange (5), die sich entlang eines Zylinderrohres (2) erstreckt, wobei die Befestigung (21) ein proximales Ende (21a) aufweist, das an der Zugstange (5) angebracht ist, und einen Spitzenabschnitt (21b), der an dem Zylinderrohr (2) anliegt, um die Befestigungsposition der Befestigung (21) festzulegen, wobei das proximale Ende (21a) eine erste Befestigungsnut (22) aufweist, in welche die Zugstange (5) eingesetzt ist, und erste Stellschrauben (26) zum Befestigen der Befestigung (21) an der eingesetzten Zugstange (5), und wobei der Spitzenabschnitt (21b) nahe einem Anlageab­ schnitt (24), der an dem Zylinderrohr (2) anliegt, eine zweite Befestigungsnut (23) aufweist, in welcher der Sensor (20) derart befestigt werden kann, daß seine Position in Axial­ richtung des Zylinderrohres (2) einstellbar ist.

2. Sensorbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (20) unter Verwendung einer zweiten Stellschraube (30) in der Befestigungsnut (23) an einer beliebigen Position befestigbar ist, wobei die zweite Stellschraube (30) und die ersten Stellschrauben (26) für die Befestigung (21) in derselben Richtung vorgesehen sind, so daß sie unter Verwendung eines Werkzeugs (33) von dieser selben Richtung her gedreht werden können.

3. Sensorbefestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Befestigungsnut (23) einen Querschnitt aufweist, der so geformt ist, daß die Nutenbreite ihrer Öffnung kleiner ist als ihre innere Nutenbreite, während der Sensor (20) eine Breite aufweist, die kleiner ist, als die innere Nutenbreite der Befestigungs­ nut (23) aber größer als die Nutenbreite der Öffnung, und daß der Sensor (20) beim Drehen der zweiten Stellschraube (30), die den Sensor (20) in seiner Dickenrichtung durchtritt, zum Befestigen von dem Inneren der Nut (23) gegen die Kante (23a) der Öffnung der Befestigungsnut (23) gepreßt wird, um einen Reibschluß der Spitze der Schraube (26) mit dem Nutenboden der Befestigungsnut (23) herzustellen.