DE2718639C2

DE2718639C2 - Einfachwirkende druckmittelbetätigbare Kolben-Zylinder-Einheit

Info

Publication number: DE2718639C2
Application number: DE2718639A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1977-04-27
Publication date: 1986-07-24
Also published as: ES469171A1; DE2718639A1; CH633864A5; IT7821661A0; GB1600081A; SE7804755L; IT1093921B; FR2389019B1; FR2389019A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine einfachwirkende druckmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit mit einem einenends durch einen Zylinderdeckel abgeschlossenen und andernends offenen Zylinder, in dem ein als Baueinheit eines Kolbens und einer Kolbenstange ausgebildeter Tauch- bzw. Plunger-Kolben Iängsverschieblich geführt ist, in dem von der Zylinderdeckelseite her eine ihm über einen Großteil seiner Länge durchziehende Ausnehmung eingebracht ist, deren einzige axiale Begrenzungswand mit dem Zylinderdeckel einen an eine Druckmittelversorgung anschließbaren Druckmediumraum begrenzt, in dem eine einerseits an der axialen Begrenzungswand des Tauch- bzw. Plunger-Kolbens und andererseits am Zylinderdeckel angreifende Rückholfederanordnung angeordnet ist.

Es sind Kolben-Zylinder-Einheiten bekannt, die einen kreisförmigen bzw. kreisringförmigen Querschnitt haben und bei denen eine ebenfalls kreisförmige Schraubenfeder bei nicht vorhandenem Druckmedium den Kolben in seine Ausgangslage zurückdrängt. Derartige Anordnungen nehmen viel Platz in Anspruch, weshalb sie insbesondere in der Feinmechanik, also bei solchen Geräten, wie Nähmaschinen, bei denen es auf eine besonders platzsparende Anordnung der kleinen und kleinsten Teile ankommt, aber auch in vielen anderen Anwendungsfällen nicht geeignet sind. Eine solche Anordnung, die hierbei die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, ist in der FR-PS 15 87 200 beschrieben, sie weist auch die oben aufgezählten Nachteile auf, außerdem kann es hier nicht vermieden werden, daß bei dieser hydraulischen Anordnung der Kolben u. U. sich gegenüber dem Zylinder verdreht Die als RücksteUorgan wirkende kreisrunde Feder ist außerdem im Zylinder nicht geführt, so daß es insofern u. U. zu Problemen hinsichtlich des Ansprechvcrhaltens und während der Funktion der Federanordnung kommen kann.

Zum Beheben der obigen Nachteile hai sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, eine einfachwirkende Kolben-Zylinder-Einheit nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß sie bei kompakter Bauweise platzsparend in beengten Raumverhältnissen einsetzbar bzw. an- oder einbaubar ist und dabei eine Beaufschlagung des Kolbens mit einer möglichst hohen Rückstellkraft ermöglicht

Zur Lösung der obigen Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Zylinder und der Kolbenmantel jeweils aus einem ablängbaren Stangenhohlprofil mit zueinander komplementären Rechteckquerschnitten am Außen- und Innenumfang hergestellt sind, wobei der Plunger-Kolben-Querschnitt komplementär angepaßt zur Kontur des Zylinder-Innenquerschniits ausgebildet ist, und daß die Rückholfeder-Anordnung den rechteckigen Querschnitt der Plunger-Kolben-Ausnehmung weitgehend ausfüllt und daran angepaßt ist.

Hierbei ist noch die in der DE-OS 24 48 028 beschriebene doppeltwirkende Kolben-Zylinder-Anordnung zu erwähnen, bei welcher der an beiden Enden geschlossene Zylinder am Außenumfang und am Innenumfang Rechteckkontur hat und der Kolben als Vollkolben ausgebildet ist Trotz des Hinweises auf die Rechteckkontur des Zylinders konnte jedoch diese bekannte Anordnung wegen der Unterschiede nach Aufgabe, Gattung und Lösung nicht als Vorbild für die Lösung der vorliegenden Aufgabe dienen, zumal der Aufbau auch keine Vereinfachung gegenüber den früher erwähnten bekannten Anordnungen darstellt

Die erfindungsgemäße rechteckig geformte Kolben-Zylinder-Einheit paßt sich infolge ihrer schmalen Bauweise in idealer Weise den gegebente Verhältnissen bei feinmechanischen Geräten an, da sie unmittelbar und in geringstem Abstand parallel zu den vorhandenen Gestängen u.dgl. angeordnet werden kann, ohne daß ein nicht auszufüllender Leerraum entsteht, was z. B. für den Einbau in Montageautomaten, Verpackungsmaschinen, Nähmaschinen usw. wichtig sein kann. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion mit ihrer großen FUhrungsfläche und der präzisen Führung ist gewährleistet, daß sich keines der Teile gegen das andere verdrehen kann, auch die Rückholfederanordnung ist quasi formschlüssig an allen Seiten gehalten und geführt, so daß ihre einwandfreie Funktion in jeder Betriebssituation gewährleistet ist und ein Ausknicken der Feder verhindert wird. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei gleichem Platzbedarf das 2,4fache an Kraft gegenüber einer zylindrischen Einheit aufgebracht bzw. bei gleicher Kraft etwa 140% an Grundfläche eingespart werden kann. Die neue Anordnung schafft nicht nur einen großen Druckraum, sondern macht gleichzeitig auch einen großen Hub möglich, außerdem ist der weitere Vorteil vorhanden, daß Kolben und/oder Zylinder in einfacher Weise aus einem handelsüblichen Rechteckprofil herstellbar sind, das entsprechend auf Länge geschnitten wird und dann mit dem Kolbenboden und dem Zylinderdeckel versehen wird. Da nur ein Zylinderdeckel vorhanden ist, an dem der Druckmediumanschluß vorgesehen sein kann, ergibt sich eine einfache Herstellung, Dichlpro-

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bleme sind nicht vorhanden. daß sie innerhalb des Kolbens 17 satt und uni'erdrehbar

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfin- unter Bildung einer großen Fühningsfläche gehalten ist dung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in Die als Rückholfeder wirkende Vierkant-Zugfeder 27 ist der die Erfindung anhand des in der Zeichnung darge- mit ihrem tinen Ende am Kolbenboden 18 und mit ihstellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und 5 rem anderen Ende am Zylinderdeckel 13 in geeigneter erläutert wird. Es zeigt Weise befestigt Es versteht sich, daß der Boden 18 und

F i g. 1 in schematicher Darstellung einen Längs- der Deckel 13 am Kolben 17 bzw. am Zylinder 12 in schnitt durch eine Kolben-Zylinder-Einheit, gemäß ei- geeigneter Weise druckdicht angebracht sind Es ist beinern Ausführungsbeispiel voriiegender Erfindung und spielsweise auch möglich, den Zylinder oder den Kolben

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie H-II der io durch Tiefziehen einstückig herzustellen. Fig. I. Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervor-

Die in der Zeichnung dargestellte einfachwirkende geht, sind bei der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Kolben-Zylinder-Einheit 11, die pneumatisch oder hy- Einheit 11 also alle Teile in ihren Außenabmessungen dräu lisch einseitig beaufschlagbar ist, dient im wesentli- länglich rechteckförmig und derart ausgebildet, daß sie chen zum Einsatz in feinmechanischen Geräten, Appa- 15 im wesentlichen genau ineinanderpassen, so daß kein raten. Maschinen u. dgl., wie beispielsweise Nähmaschi- unnötig großes Spiel besteht Die ebenfalls vierkantig nen, um eine platzsparende und an die vorhandene Me- ausgebildete Rückstell- bzw. Rückholfeder 27 ermögchanik anzupassende Anordnung zu erreichen, bei der licht es, die Kolben-Zylinder-Einheit 11 sehr schlank, zwischen der Kolben-Zylinder- Einheit 11 und den ande- d.h. sehr schmal auszubilden. Bei einem Einsatz der ren mechanischen Teilen, wie Hebeln, Gestängen, 20 Kolben-Zylinder-Einheit 11 beispielsweise in einer Näh-Scheiben, Räder u. dgl. im wesentlichen kein ungenutz- maschine kann in nicht dargestellter W.°ise am Kolbenter Leerraum vorhanden ist. Die Kolben-Zylinder-Ein- boden 18 ein Messer zum Abschneiden von Fäden befeheit 11 bildet aus den obigen Gründen im Querschnitt stigt sein, das mittels der Einheit 11 beim Zuführen von bzw. außenunifangsseitig ein iängliches, gegebenenfalls Druckmedium betätigt wird.

sehr schmales, schlankes Rechteck. Der Zylinder 12 be- 25

steht aus einem auf Länge geschnittenen und mit den Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

entsprechenden Außenabmessungen versehenen

Rechteckhohlprofil, das an einer Seite durch einen rechteckigen Deckel 13 abgedeckt ist Im Deckel 13 ist eine Bohrung 14, die außenseitig in einen nicht dargestellten Druckmediumanschluß mündet Der Außenumfang 6 und der Innenumfang8 besitzen Rechteckkontur.

Auch der Kolben 17 ist aus einem auf Länge geschnittenen Rechteckhohlprofil hergestellt, das an einem Ende mit einem Boden 18 abgedeckt ist Die AuBenkontur 7 und die Innenkontur 10 sind rechteckig, sie sind mit den entsprechenden Umfangskonturen des Zylinders komplementär. Das Rechteckhohlprofil des Kolbens 17 besitzt hierbei derartige Abmessungen, daß es unter Bildung eines schmalen und gleichmäßig umlaufenden Spaltes 19 in Jas Rechteckhohlprofil des Zylinders 12 einschiebbar ist Die Längen von Zylinder und Kolben können gleich oder unterschiedlich sein. Kolben 17 und Zylinder 12 sind also im Längsschnitt U-förmig, d. h. im ganzen hauben- oder topfförmig ausgebildet. Diese Konstruktionsart bedingt, daß Kolben und Kolbenstange zusammenfallen, d. h. ein integrales Bauelement bilden.

Der Kolben 17, der mit seinem offenen Ende 21 in den Zylinder 12 eingeschoben ist, ist aufgrund der rechteckigen Gesamtanordnung miuels einer großen Führungsfläche unverdrehbar gehalten und präzise geführt. An einem vorderen Bereich, d. h. an einem dem offenen Ende 21 zugewandten Bereich, der ständig innerhalb des Zylinders 12 angeordnet ist, besitzt der Kolben 17 einen außenumfangsseitig umlaufenden Dichtungsstreifen 22, der am Außenumfang 23 des Vierkantprofils des Kolbens 17 aufvulkanisiert ist und der sich dichtend an die Innenfläche 24 des Zylinders 12 anlegt.

Innerhalb des durch den Kolben 17 und den Zylinder 12 gebildeten veränderlichen Druckmediumraumes 26 ist eine Zugfeder 27 angeordnet, die die Form einer Schraubenfeder besitzt, die jedoch im Gegensatz zu den üblichen Schraubenfedern länglich vierkantig gewickelt ist und den rechteckigen Querschnitt 10 der Plunger-Kolben-Ausnehmung weitgehend ausgefüllt. Die Vierkantfeder 27 besitzt dabei Außenabmessungen, die etwa den Innenabmessungen der., Kolbens 17 entsprechen, so

Claims

Patentansprüche:

1. Einfachwirkende druckmittelbetätigbare Kolben-Zylinder-Einheit mit einem einenends durch einen Zylinderdeckel abgeschlossenen und andernends offenen Zylinder, in dem ein als Baueinheit eines Kolbens und einer Kolbenstange ausgebildeter Tauch- bzw. Plunger-Kolben Iängsverschieblich geführt ist, in dem von der Zylinderdeckelseite her eine ihm über einen Großteil seiner Länge durchziehende Ausnehmung eingebracht ist, deren einzige axiale Begrenzungswand mit dem Zylinderdeckel einen an eine Druckmittelversorgung anschließbaren Druckmediumraum begrenzt, in dem eine einerseits an der axialen Begrenzungswand des Tauch- bzw. Plunger-Kolbens und andererseits am Zylinderdeckel angreifende Rückholfederanordnung angeordnet ist, d a durch gekennzeichnet, daß der Zylinder (12) und der Kolbenmantel (17) jeweils aus einem ablängbarcnStangenhohlprofil mit zueinander komplementären Rechteekquersehnstten am Außen- (6 bzw. 7) und Innenumfang (8 bzw. 10) hergestellt sind, wobei der Plunger-Kolben-Querschnitt (7) komplementär angepaßt zur Kontur des Zylinder-Innenquerschnitts (8) ausgebildet ist, und daß die Rückholfeder-Anordnung (27) den rechteckigen Querschnitt (10) der Plunger-Kolben-Ausnehmung (9) weitgehend ausfüllt und daran angepaßt ist

2. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, mit einer zwischen dem Kolben und dem Zylinder angeordneten unVaufenden Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Dichtung (22) anvulkanisiert ist