DE2522560A1 - Kolben-zylinder-kombination mit einem hin und her verschiebbaren und mit einer in bezug auf den arbeitszylinder unverdrehbar gelagerten kolbenstange fest verbundenen arbeitskolben - Google Patents

Kolben-zylinder-kombination mit einem hin und her verschiebbaren und mit einer in bezug auf den arbeitszylinder unverdrehbar gelagerten kolbenstange fest verbundenen arbeitskolben

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Description

H. 5.1975
Festo-Maschinenfabrik G-ottlieb Stoll, 73 Esslingen/i-·
Kolben-Zylinder-Korabination mit einem hin und her verschiebbaren und mit einer in bezug auf den Arbeitszylinder unverdrehbar gelagerten Kolbenstange fest verbundenen Ar-
beitskolben
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Kombination mit einem in einem Arbeitszylinder in Zylinderlängsrichtung durch Druckmediuinbeaufschlagung hin und her verschiebbaren und mit einer in bezug auf den Arbeitszylinder unverdrehbar gelagerten Kolbenstange fest verbundenen Arbeitskolben.
Die Erfindung bezieht sich also auf eine Kolben-Zylinder-Kombination, bei der die Kolbenstange und somit auch der Arbeitskolben drehfest mit dem Arbeitszylinder verbunden ist. Bei derartigen Kolben-Zylinder-Kombinationen sollten die zur unverdreßbaren Lagerung der Kolbenstange dienenden Maßnahmen keine !Beeinträchtigung der Längsführungseiger-
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schäften der Kolbenstange und des Kolbens mit sich Dringen. Des weiteren sollte zur billigen Herstellung und zur einfachen Montage der Aufbau einfach und unkompliziert sein, wobei ferner mit der unv erdrehbar en Lagerung der Kolbenstange keine Dichtungsprobleme bezüglich der Abdichtung der Arbeitsräume der Kolben-Zylinder-Kombination verbunden sein sollten.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine XoI-ben-Zylinder-Kombination der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die genannten Bedingungen auf optimale Weise erfüllt. Bs soll also eine Kolben-Zylinder-KomMnation geschaffen werden, die einfach im Aufbau und billig in der Herstellung ist, wobei bei unv er drehbar er Lagerung der Kolbenstange eine sichere Längsführung vorhanden sein soll und wobei überdies keine Dichtungsprobleme auftreten sollen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der Abschlußdeckel des Arbeitszylinders von einer Führungseinheit bügelartig umgriffen wird, die sowohl an der Kolbenstange als auch an der Außenseite des ArbeitsZylinders unverdrehbar angreift und hierbei in Zylinderlängsrichtung gesehen entweder mit der Kolbenstange oder mit dem Arbeitszylinder verschiebefest und mit dem jeweils anderen Teil verschiebbar verbunden ist.
Die Führungseinheit der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Kombination ist also außerhalb des ArbeitsZylinders angeordnet und
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greift nur von außen her an dieser an, so daß im Inneren des Arbeitszylinders überhaupt keine Maßnahmen zur unverdrehbaren Lagerung getroffen werden müssen. Dies bedeutet, daß sich sogar einfache Kolben-Zylinder-Koinbinationen mit verdrehbarer Kolbenstange ohne weiteres zu Xolben-Zylinder-Kombinationen mit unverdrehbarer Kolbenstange umrüsten lassen, da hierzu nur das Anbringen der äußeren Führungseinheit notwendig ist. Somit ist die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Kombination sowohl einfach als auch billig herzustellen, wozu noch beiträgt, daß sie aus wenigen Einzelteilen besteht. Neben einer guten Längsführung ist auch eine gute Abdichtung dadurch gewährleistet, daß ja im Inneren des Arbeitezylinders überhaupt keine zusätzlichen Maßnahmen in bezug auf eine einfache Kolben-Zylinder -Kombi na ti on mit verdrehbarer Kolbenstange getroffen sind, so daß keine zusätzlichen Abdichtungen benötigt werden. Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Kombination eignet sich z.B. bestens für Handhabungsgeräte od.dgl.
Während die Führungseinheit prinzipiell auch aus einem einfachen Bügel bestehen kann, ist es zweckmäßig, daß die FUhrungseinheit einen den Arbeitszylinder umschließenden und in Zylinderlängsrichtung über diesen überstehenden Führungszylinder sowie einen den Führungszylinder an seinem überstehenden Ende abschließenden Führungsdeckel enthält, der mit seinem zentralen Bereich an einer über den Abschlußdeckel nach außen hin vorragenden Partie der Kolbenstange angreift. Auf diese Weise erhält man eine äußerst sichere nicht verdrehbare Rundführung.
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Vorzugsweise ist die Kolbenstange mit ihrem Bndbereich fest mit dem Führungsdeckel verbunden, während der Führungszylinder in Zylinderlängsrichtung teleskopartig -verschiebbar mit dem Arbeitszylinder verbunden ist. Dabei kann die Innenseite
an
des Führungscylinders/der Außenseite des Arbeitszylinders in Zylinderlängsrichtung geführt sein, wobei die Führung mit Hilfe einer !Führungsleiste und einer Führungsnut oder mit Hilfe einer Mehrkantführung, zweckmäßigerweise einer Vierkant- oder Sechskantführung hergestellt werden kann. Schließlich kann das dem Führungsdeekel gegenüberliegende und den Arbeitszylinder überlappende Ende des Führungszylinders von einem ringförmigen lagerdeckel abgeschlossen sein, der unter guter Abdichtung auf dem Arbeitszylinder sitzt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie weitere, bis jetzt nicht erwähnte vorteilhafte Maßnahmen werden nun an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 den Längsschnitt einer Kolben-Zylinder-Kombination • mit ausgefahrener Kolbenstange und
Fig. 2 die Draufsicht der Kolben-Zylinder-Kombination gemäß Fig. 1 bei eingefahrener /Kolbenstange.
In der Zeichnung ist eine Kolben-Zylinder-Kombination dargestellt, die einen Arbeitszylinder 1 sowie einen in diesem in Zylinderlängsrichtung 2 hin und her verschiebbar geführten
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Arbeitskolben 3 enthält. An seinen beiden Enden ist der Arbeitszylinder 1 durch jeweils einen Abschlußdeckel 4 bzw. 5 abgeschlossen. Der Abschlußdeckel 4 wird von einer Kolbenstange 6, auf der der Arbeitskolben 3 sitzt, durchdrungen,
in
wobei/der in Fig.1 eingezeichneten linken Endstellung des Arbeitskolbens 3 die über den Abschlußdeckel 4 nach außen hin •vorragende Partie 7 der Kolbenstange 6 am längsten ist.
Der Arbeitszylinder 1 wird von einem Führungszylinder 8 umschlossen, der in Zylinderlängsrichtung 2 über den Arbeitszylinder 1 und hierbei über dessen Abschlußdeckel 4 übersteht. Der Führungszylinder 8 wird an seinem überstehenden Ende von einem Führungsdeckel 9 abgeschlossen, der mit seinem zentralen Bereich an der über den A"bschlußdeckel 4 des Arbeitszylinders 1 nach außen hin vorragenden Partie 7 der Kolbenstange 6 angreift unä hierbei fest mit dieser verbunden ist. Die Kolbenstange 6 ist mit dem Flihrungsdeckel 9 und dem Führungszylinder 8 zu einer in sich starren Einheit zusammengefaßt. Dabei bildeiyder Pührungsdeckel 9 zusammen mit dem Pühru ngs zylinder 8 eine Pührungseinheit, die zur unverdrehbaren Lagerung der Kolbenstange 6 in bezug auf den Arbeitszylinder 1 dient. Hierzu ist, wie schon erwähnt, die Kolbenstange 6 sowohl in Uafangsrichtung als auch in Zylinderlängsrichtung fest mit der aus dem Führungsdeckel 9 und dem Führungszylinder 8 bestehenden Führungseinheit verbunden, während der Führungszylinder 8 teleskopartig verschiebbar und hierbei drehfest mit dem Arbeitszylinder 1 verbunden ist. Zur Führung der Innenseite 1o des Führungs-
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Zylinders 8 sind an der Innenseite 1o des FührungsZylinders mehrere vorstehende Führungsleisten 11 bzw. 12 - im Prinzip genügt eine einzige Führungsleiste - vorhanden, die jeweils in eine !Führungsnut 13 bzw. 14 an der Außenseite des Arbeitszylinders 1 eingreifen. Selbstverständlich kann auch am Arbeitszylinder jeweils eine Führungsleiste und am Führungszylinder eine dieser entsprechende Führungsnut angebracht sein. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Führungsleisten 11, 12 jeweils mit Hilfe von Stiften 15 und Schrauben 16 mit dem Führungszylinder 8 verbunden. Ferner sind die Führungsnuten 13, 14 am Abschlußdeckel 4 des Arbeitszylinders 1 angeordnet.
Das dem Führungsdeckel 9 gegenüberliegende und den Arbeitszylinder 1 überlappende Ende des FührungsZylinders 8 ist von einem ringförmigen lagerdeckel 17 abgeschlossen, der unter guter Abdichtung mit Hilfe eines Abstreifers 18 und eines Schlitzringlagers 19 bei einer Verschiebung des Arbeitskolbens 3 auf dem Arbeitszylinder 1 gleitet. Zwischen dem lagerdeckel 17 und den Führungsnuten 13, 14 ist eine Distanzbuchse 2o angeordnet, die sich einerseits an einem Nutring 21 abstützt.
Will man den Arbeitskolben 3 aus seiner eingezeichneten Endstellung in seine andere Endstellung überführen, führt man durch den Führungsdeckel 9 und eine axiale Durchgangsbohrung 22 der Kolbenstange 6 hindurch Druckmedium zu, das über eine Querbohrung 23 in der Kolbenstange 6 sowie über einen Ringraum 24 zu der den von der Kolbenstange durchdrungenen Abschlußdek-
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kel 4 zugewandten Kolbenseite gelangt. Beim anschließenden Verschieben des Kolbens in Richtung gemäß Pfeil 25 verringert sich nicht nur das Volumen des zwischen dem Arbeitskolben 3 und dem Abschlußdeckel 5 vorhandenen Zylinderraumes 26, aus dem das Druckmedium über die Anschlußbohrung 27 ausströmen kann, sondern auch das Volumen in dem Zwischenraum 28 zwischen dem !Führungsdeckel 9 und dem von der Kolbenstange durchdrungenen Abschlußdeckel 4. Um hierdurch die Kolbenvers chiebung nicht ungünstig zu beeinflussen, weist der Führungsdeekel 9 eine Entlüftungsbohrung 29 auf, die den Zwischenraum 28 mit der Außenathmosphäre verbindet. Umgekehrt kann auch bei einer Verschiebung des Arbeitskolbens 3 in Richtung gemäß Pfeil 26 über die Entlüftungsbohrung 29 ein Druckausgleich im Zwischenraum 28 stattfinden. Am Ende der Verschiebebewegung in Richtung gemäß Pfeil 25 greift ein Endlagedämpfungsbolzen 3o in die Anschlußbohrung 27 des Abschlußdeckeis 5 ein, wodurch eine Drosselstelle erzeugt wird, und schließlich schlägt ein Dämpfungsring 31 am Abschlußdeckel 5 an. Ein dem Dämpfungsring entsprechender Dämpfungsring 32 ist auch an der gegenüberliegenden Kolbenseite angeordnet. Während der gesamten Verschiebebewegung sind die Führungsleisten 11 bzw. 12 in den Führungsnuten 13 bzw. 14 geführt, so daß sich der Führungszylinder sowie die Kolbenstange 6 nicht verdrehen können.
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Schließlich sei in bezug auf das dargestellte Ausführungsbeispiel noch erwähnt, daß am Außenumfang des Arbeitskolbens 3 noch ein Dichtring 33 sowie ein !Führungsring 34 vorhanden ist. Auch die Kolbenstange 6 ist auf übliche ¥eise gegen den Abschlußdeckel 4 abgedichtet.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels ist ec prinzipiell möglich, daß die Führungseinheit nicht von einem Führungszylinder und von einem Führungsdeekel gebildet wird. Im einfachsten PaIIe genügt nämlich ein Bügel, der einerseits am Arbeitszylinder und andererseits an der IColbenstange jeweils unverdrehbar, an einen der beiden !Teile jedoch in linearer Richtung verstellbar angreift. Dabei lcann die Führungs~ einheit auch fest mit dera Arbeitszylinder verbunden sein, während die Kolbenstange gleitend an der Führungs einheit geführt ist. In jedem Falle ist allerdings vorgesehen, daß einer der AbschluiSdeclcel des Arbeitszylinders von einer Führungseinheit bügelartig umgriffen wird, die sowohl an der Kolbenstange als auch an der Außenseite des Arbeitszylinders unverdrehbar angreift und hierbei in Zylinderlängsrichtung gesehen entweder mit der Kolbenstange oder mit dem Arbeitszylinder verschiebefest und mit dem jeweils anderen Teil verschiebbar verbunden ist. *
Eine weitere Abwandlungsmöglichlceit besteht darin, daß zur Führung des Führungszylinders am Arbeitszylinder nicht Führungs-
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leisten und Führ u ngs nut en sondern Heurica ntf uhr ims en dienen. Bei dieser Ausfuhr uniform v;ird zweckm^ßigerweise eine Vierkant- oder Sechs kantführ η ng verwendet, die einen Ilehrkant an der Außenseite des Arbeitszylinders sowie eine entsprechend ausgebildete Ftihru ngs fläche an der Innenseite des Pührungszylinders enthalt.
Eine andere Möglichkeit der Deutung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles als die oben beschriebene ist die, daß man den Abschlußdeckel 4 als Arbeitskolben und den Arbeitszylinder 1 als Kolbenstange auffaßt. Bei dieser Deutung entspricht ferner der JTüiiru ngs zylinder 8 einem Arbeitszylinder, in dem der von dem Abschlußdeckel 4 gebildete Arbeitskolben geführt ist. Des weiteren bilden in diesem !Falle der Pührungsdeckel 9 sowie der Lagerdeckel 17 zusammen mit dem Arbeitskolben 3 die beiden AbschluSdeckel des vom Pührung3-zylinder 8 gebildeten Arbeitszylinders, wobei außerdem bei dieser Deutung die Kolbenstange 6 eine Führungsstange für den von dem Abschlußdeckel 4 gebildeten Arbeitskolben darstellt. Diese Deutung unterscheidet sich von der obigen Beschreibung sowie von dem durch die Ansprüche gekennzeichneten Erfindungsgegenstand lediglich begrifflich, so daß auch diese Deutung von der Erfindung umfaßt werden soll.
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Claims (11)

  1. Ansprüche
    .1.5 Kolben-Zylinder-Kombination mit einem in einem Arbeitszylinder in Zylinderlängsrichtung durch Druckmediumbeaufschlagung hin und her verschiebbaren und mit einer in bezug auf den Arbeitszylinder unverdrehbar gelagerten Kolbenstange fest verbundenen Ar "be its kolben, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Abschlußdeckel (4) des ArbeitsZylinders (1) von einer !Führungseinheit bügelartig umgriffen wird, die sowohl an der Kolbenstange (6) als auch an der Außenseite des Arbeitszylinders (1) unverdrehbar angreift und hierbei in Zylinderlängsrichtung (2) gesehen entweder mit der Kolbenstange (6) oder mit dem Arbeitszylinder (1) verschiebefest und mit dem jeweils anderen Teil verschiebbar verbunden ist.
  2. 2. Kolben-Zylinder-Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die !Führ ungs einheit einen den Arbeitszylinder (1) umschließenden und in Zylinderlängsrichtung (2) über diesen überstehenden !Führungs zylinder (8) sowie einen den Führungszylinder (8) an seinem überstehenden Ende abschließenden !Führungsdeckel (9) enthält, der mit seinem zentralen Bereich an einer über den Abschlußdeckel (4) nach außen hin vorragenden Partie (7) der Kolbenstange angreift.
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  3. 3. Kolben-Zylinder-Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) mit ihrem Endbereich fest mit dem Führungsdeekel (9) verbunden ist, während der Pührungszylinder (8) in Zylinderlängsrichtung (2) teleskopartig verschiebbar mit dem Arbeitszylinder (1) verbunden ist.
  4. 4. Kolben-Zylinder-Kombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pührungseinheit zusammen mit der Kolbenstange (6) eine in sich starre Einheit bildet.
  5. 5. Kolben-Zylinder-Kombination nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des !"ührungs Zylinders (8) an der Außenseite des ArbeiteZylinders (1) in Zylinderlängsrichtung (2) geführt ist.
  6. 6. Kolben-Zylinder-Kombination nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Pührungsdeckel (9) gegenüberliegende und den Arbeitszylinder (1) überlappende Ende des lührungs zylinders (8) von einem ringförmigen Lagerdeckel (17) abgeschlossen ist, der unter guter Abdichtung auf dem Arbeitszylinder (1) sitzt.
  7. 7. Kolben-Zylinder-Kombination nach einem der Ansprache 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des PührungsZylinders (8) mindestens eine vorstehende Führungsleiste (11,12) vorhanden ist, die jeweils in eine Führungsnut (13,14) an der Außenseite des Arbeitszylinder (1) eingreift oder umgekehrt.
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  8. 8. Kolben-Zylinder-Kombination nach einem der Ansprüche
    3 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (8) an dem Arbeitszylinder (1) mit Hilfe einer Mehrkantführung, zweckmäßigerweise mit Hilfe einer Tierkant- oder Sechskantführung geführt ist.
  9. 9. Kolben-Zylinder-Kombination nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das am Arbeitszylinder (1) vorhandene Führungsteil, d.h. die !Führungsnut bzw. die Führungsleiste bzw. der Mehrkant, am Abschlußdeckel (4) angeordnet ist.
  10. 10. Kolben-Zylinder-Kombination nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsdeckel (9) eine den Zwischenraum (28) zwischen dem Führungsdeckel (9) und dem von der Kolbenstange (6) durchdrungenen Abschlußdeckel (4) mit der Außenathmosphäre verbindende Entlüftungsbohrung (29) enthält.
  11. 11. Kolben-Zylinder-Kombination nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) zur Beaufschlagung der dem von der Kolbenstange (6) durchdrungenen Abschlußdeckel (4) zugewandten Kolbenseite mit Druckmedium eine axiale Durchgangsbohrung (22) besitzt, deren inneres Ende mit der Kolbenseite in offener Verbindung steht.
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    L e e r s e i t e
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