DE3132430A1

DE3132430A1 - "arbeitszylinder fuer pneumatische oder hydraulische arbeitsmedien"

Info

Publication number: DE3132430A1
Application number: DE19813132430
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7951 Berkheim Hihn; Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1981-08-17
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1983-03-03
Also published as: DE3132430C2

Description

Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 73oo Esslingen

Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Arbeitsmedien

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Arbeitsmedien, mit einem durch Zylinderdeckel endseitig abgeschlossene Zylinder, in dem ein endschaltergesteuerter Kolben hin und her bewegbar geführt ist.

Bei verschiedenen Einsatzgebieten solcher Arbeitszylinder, z.B. in Zusammenhang mit Tischpressen zum Vernieten oder bei der Kugellagereinpressung muß der Kolben am Ende des Arbeitshubs nicht nur umgesteuert werden sondern auch eine exakt definierte Lage einnehmen, um ein genaues Arbeitsergebnis zu erhalten und ein Überfahren der gewünschten Arbeitsposition am Werkstück zu vermeiden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitszylinder der genannten Art zu schaffen, bei dem das Hubende des Kolbens und somit auch der Kolbenstange bei gleichzeitiger Kolbenumsteuerung genau definiert ist, wobei die

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hierfür erforderlichen Maßnahmen möglichst einfach, platzsparend und billig in der Fertigung sein sollen. Auch soll eine Verstellmöglichkeit des Hubendes zur Anpassung an unterschiedliche mit dem Arbeitszylinder auszuführende Tätigkeiten gegeben sein»

Diese Aufgabe wird bei einem Arbeitszylinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens einer der Zylinder= deckel von einem hin und her verstellbaren und in der jeweilige Lage feststellbaren Anschlagkörper in Zylinderlängsrichtung dur quert wird, dessen in den zugexirandten Arbeitsraum ragende Stirn seite als Anschlagfläche für den Kolben ausgebildet ist und der ein eine Steuerleitung beherrschendes Steuerventil enthält, dessen Ventilkörper aus der Anschlagfläche vorsteht und beim Auftreten des Kolbens betätigt wird, wodurch die Steuerleitung einen Steuerimpuls zum Steuern des Arbeitsmediums abgibt« Auf diese Weise erhält man einen genau einstellbaren Festansch] der das Hubende bestimmt und an den der Kolben flächig zur AnIi gelangt. Dabei ist, da der Ventilkörper in der Anschlagfläche sitzt, unabhängig von der axialen Stellung des Anschlagkörpers stets ein Umsteuern beim Auftreffen des Kolbens auf die Anschl; fläche gewährleistet» Somit ist beim Verstellen des Kolbenhubs nur der Anschlagkörper zu versetzen, ohne daß der Endschalter gesondert verlegt werden muß» Ferner werden wegen der flächige Anlage Verkippungen vermieden, was den Verschleiß mindert. Dabei steht gegebenenfalls als Anschlagfläche praktisch der gesamte Lagerdeckelquerschnitt zur Verfügung. Ein x^eiterer Vorteil besteht darin, daß es sich um eine interne Anordnung

der Festanschlag-Endschalter-Einheit handelt, so daß die Abmessungen des Arbeitszylinders nicht vergrößert sind. Auch ist keine Spezialfertigung des gesamten Arbeitszylinders erforderlich. Es können vielmehr Normzylinder verwendet werden, die mit oim-rn oder evtl. mit zwei auf die erfindungsgemäße Weise ausgestatteten

werden
Zylinderdeckeln versehen / . Dabei genügt in der Regel ein solcher Zylinderdeckel an der Kolbenstangenseite, da die Umschaltung vom Rückwärtshub zum Vorwärtshub bei den meisten Anwendungsfällen nicht die gleiche Lagegenauigkeit besitzen muß, so daß am Ende des Rückwärtshubes auf einen Festanschlag verzichtet werden kann.

Zweckmäßigerweise ist der Anschlagkörper konzentrisch im Zylinderdeckel angeordnet und besitzt eine umlaufende Anschlagfläche» Hierdurch treten beim Anschlagen nur rotationssymmetrische Kräfte auf,

Ferner ist es zweckmäßig, daß der Anschlagkörper von aussen her verstellbar und feststellbar ist. Auf diese Weise muß der Zylinderdeckel zur Anschlag= und Endschalterverstellung nicht abgenommen werdenο

Außerdem kann der Anschlagkörper einen kleineren Durchmesser als der Zylinder besitzen und in den Ringraum zwischen Anschlagkörper und Zylinder ein axialer Fortsatz des Zylinderdeckels ragen, dessen innerer Stirnfläche die Arbeitsmediumleitung ausmündet» In diesem Falle erfolgt die Arbeitsmediumzufuhr trotz des Anschlagkörpers über den Zylinderdeckel.

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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wenn der Zylinderdeckel von einer Kolbenstange durchquert wird, ist der Anschlagkörper so ausgebildet, daß er die Kolbenstange hülüenartig umfaßt.

Dadurch, daß zweckmäßigerweise die Steuerleitung aus im Zylinderdeckel und im Anschlagkörper verlaufenden Kanälen besteht, wobei am Übergang zwischen jeweils einem Kanal des Zylinderdeckels und dem zugehörigen Kanal des Anschlagkörpers eine Längsnut zwischen den einander zugewandten Umfangsflächen von Zylinderdeckel und Anschlagkörper vorhanden ist, wird eine besonders einfache Verbindung zwischen den relativ zueinander verschiebbaren Kanalmündungen erreicht.

Sind die Längsnuten über den Umfang durchgehend ausgebildet, ist die Kanalverbindung unabhängig von der Drehstellung des Anschlagkörpers.

Um die Steuerleitung von der Positionierung des Anschlagkörpers unabhängig zu gestalten und die Längsnuten einfach ausbilden zu können, ist es vorteilhaft, daß die Längsnuten am Aussenumfang des Anschlagkörpers ausgebildet sind.

Zweckmäßigerweise ist die Länge der Längsnuten gleich oder größer als der maximale Verstellweg des Anschlagkörpers.

Um den Ventilkörper nach seiner Betätigung auf einfache Weise in seine ursprüngliche Lage zu versetzen, ist es

zweckmäßig, das Steuerventil als Zweiwegeventil mit einem federbelasteten Ventilkörper auszubilden.

TJm zu vermeiden, daß das Arbeitsmedium durch den zwischen dein Anschlagkörper und dem Zylinderdeckel bestehenden Spalt hinauoströmt bzw. daß das durch die Steuerleitung strömende Signalmedium nicht in den Arbeitsraum hineinströmt bzw. ins Freie strömt, ist es zweckmäßig, daß in axialer Richtung zwischen der inneren Stirnfläche des Zylinderdeckels und der inneren Längsnut, zwischen den beiden Längsnuten sowie zwischen der äußeren Längsnut und der äußeren Stirnfläche des Zylinderdeckels jeweils ein Dichtring angeordnet ist.

Dadurch, daß der Anschlagkörper vorteilhafterweise über ein Gewinde, insbesondere ein Peingewinde in den Zylinderdeckel eingeschraubt ist, wird eine besonders genaue und stabile Positionierung des Anschlagkörpers im Zylinderdeckel sowohl bei der Einstellung als auch während des ganzen Arbeitsbetriebes erreicht.

Eine einfache Führung und Abdichtung der Kolbenstange durch den hülsenartigen Anschlagkörper kann bevorzugt dadurch erreicht werden, daß der hülsenartige Anschlagkörper an seinem Innenumfang hintereinander einen Abstreif- und Dichtring sowie ein !Führungsring besitzt, die jeweils in einer Durchmessererweiterung des Anschlagkörpers gelagert sind.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein Ausführungsbei-

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apiol des Gegenstandes der Erfindung im Längsschnitt in
Teildarstellung gezeigt.

Der in der Zeichnung dargestellte Teil des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders für pneumatische oder hydraulische Arbeitsraedien weist einen durch einen Zylinderdeckel 1 endseitig abgeschlossenen Zylinder 2 auf, in dem ein endschalter-gesteuerter Kolben 5 hin und her bewegbar geführt ist. Der Zylinderdeckel 2 ist von einem hin und her verstellbaren und in der jeweiligen Lage feststellbaren Anschlagkörper 4 in Zylinderlängsrichtung durchquert. Die in den zugewandten Arbeitsraum 5 ragende Stirnseite 6 des Anschlagkörpers 4 ist als Anschlagfläche für den Kolben 3 ausgebildet und erstreckt sich hierzu plan rechtwinklig zur Längsrichtung. Die Stirnseite 6
enthält ein eine Steuerleitung 8 beherrschendes Steuerventil 9, dessen Ventilkörper 1o aus der Anschlagfläche vorsteht.
Wenn der Kolben J an die Stirnseite 6 anschlägt, wird der
Ventilkörper 1o betätigt, wodurch die Steuerleitung 8 einen
Steuerimpuls zum Steuern des Arbeitsmediums abgibt. Der Anschlagkörper 4 ist im Zylinderdeckel 1 konzentrisch angeordnet und besitzt eine umlaufende Anschlagfläche. Der Anschlagkörper 4 ist von aussen her verstellbar und feststellbar. Er besitzt einen kleineren Durchmesser als der Zylinder 2 und in den zwischen dem Anschlagkörper 4 und dem Zylinder
2 ausgebildeten Ringraum 7 ragt ein axialer Fortsatz 47
des Zylinderdeckels 1, an dessen innerer Stirnfläche 11
die Arbeitsmediumleitung 12 ausmündet. Der hülsenartige

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Ancchlagkörper 4 ist in diesem Ausführungsbeinpicl .-iJ.s ti In Hohlzylinder ausgebildet, der die Kolbenstange 14 umfaßt. Die Steuerleitung 8 besteht aus den im Zylinderdeckel 1 und dem Anschlagkörper 4 verlaufenden Kanälen 15*16,17» 48, wobei am Übergang zwischen jeweils einem Kanal 16 bzw. 17 des Zylinderdeckels 1 und dem zugeordneten Kanal 48 bzw. 15 des Anschlagkörpers 4 eine Längsnut 18,19 zwischen den einander zugewandten Umfangsflächen von Zylinderdeckel 1 und Anschlagkörper 4 vorhanden ist. Die Längsnuten 18,19 sind am Aussenumfang des Anschlagkörpers 4 über den Umfang durchgehend ausgebildet und die Länp;e der Längsnuten. 18,19 ist gleich groß oder größer wie der maximale Verstellwog des Anschlagkörpers 4ο Das in der Steuerleitung 8 enthaltene Steuerventil 9 ist als ein Zweiwegeventil mit einem federbelasteten Ventilkörper 1o ausgebildet. In axialer Richtung ist zwischen der inneren Stirnfläche 11 des Zylinderdeckels 1 und der inneren Längsnut 19, zwischen den beiden Längsnuten 18,19 sowie zwischen der äusseren Längsnut 18 und der äußeren Stirnfläche des Zylinderdeckels 1 jeweils ein Dichtring 2o angeordnet«. Die Verstellung des Anschlagkörpors 4 wird dadurch erreicht, daß der Anschlagkörper 4 über ein Gewinde 21, das in diesem Ausführungsbeispiel als ein Peingewinde ausgebildet ist, in den Zylinderdeckel 1 eingeschraubt ist. Durch das Gewinde 21 wird ebenfalls eine genaue Positionierung des Anschlagkörpers 4 im Zylinderdeckel erzielt. Das äußere Endstück 22 des Zylinderdeckels 1 kann radial geschlitzt und mit zwei oberhalb des Gewindes 21 arif.oordrioton

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Schrauben 24, bestückt sein. Nach, einer genauen Positionierung des Anschlagkörpers 4-, die durch eine einfache Hechtsbzw» Linksdrehung von außen her erreich^wird, werden die Schrauben 24, angezogen, wodurch der Schlitz verengt wird und eine feste Verbindung zwischen dein Anschlagkörper 4 und dein Zylinderdeckel 1 erreicht wird. Eine erforderliche Führung der Kolbenstange 14 im Anschlagkörper 4 wird dadurch erreicht, daß der Anschlagkörper 4 in seinem Innenumfang hintereinander einen Abstreif- und Dichtring 25 sowie einen Führungsring 28 besitzt, die jeweils in einer Durchmessererweiterung des Anschlagkörpers 4 gelagert sind. Der Abstreif- und Dichtring 25 ist in seiner Durchmessererweiterung mittels eines Sprengringes 27 verspannt und kann von einem Deckel 39, der über Schrauben mit dem Zylinderdeckel 1 verbunden ist, abgedeckt sein.

Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder funktioniert wie folgt: Der endschaltergesteuerte Kolben 3 ist im Zylinder 2 hin und her bewegbar geführt, wobei er am Hubende an die Stirnseite 6 des Anschlagkörpers 4 stösst. Bei dieser Berührung wird der Ventilkörper 1o des Steuerventils 9 betätigt, indem er entgegen der Kraft der Peder 4o nach innen gedruckt wird, so daß der Dichtkörper 41 des Ventils vom Ventilsitz 42 abhebt. Hierdurch gelangt die durch den Zuluftkanal 31 im Zylinderdeckel 1, die Längsnut 18 des Anschlagkörpers sowie den Kanal 15 im Anschlagkörper zum Steuerventil zugeführte Signalluft am Ventilsitz 42 vorbei in einen Ringspalt 43 zwischen dem Ventilkörper 1o und einem den Ventilsitz bildenden Einsatzstück 44 des Steuerventils. Von hier aus ge-

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langt die Signalluft über eine Durchbrechung ^l'> im Ki nsnl'/,-ütüok zu einem außerhalb der Zeichenebene im Aitr.cM .-iglui rpcr verlaufenden Kanal 48, der in die andere Längsnut 1'^! mündet ο oodann tritt die Signalluft in den Kanal 16 des Zylinderdeckels und den Abluftkanal 32 ein» Die aus dem Abluftkanal 32 austretende Signalluft gelangt zu einer nicht dargestellten Ventilanordnung, die nunmehr die Ar eitsmediumleitung 12 von Entlüftung auf Arbeitsmediumzufuhr umschaltet, so daß der Kolben seinen Rückwärtshub beginnt. Dadurch bewogt sich der Kolben 3 nach links und der Ventilkörper 1o wird von der Druckfeder 4-ο in seine ursprüngliche Lage vernetzt, wodurch das Einströmen der Signalluft in den Kanal 16 unterbrochen wird» Das Steuerventil 9 ist als ein Druckventil ausgebildet» Dieses ist in eine axiale Ausnehmung 46 des Anschlagkörpers eingelassen»

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Claims

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Fcsto-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 73oo Esslingen

Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Arbeitsmedien

Ansprüche

Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Arbeitsmedien, mit einem durch Zylinderdeckel endseitig abgeschlossenen Zylinder, in dem ein endschaltergesteuerter Kolben hin und her bewegbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Zylinderdeckel (1) von einem hin und her verstellbaren und in der jeweiligen Lage feststellbaren Anschlagkörper (4) in Zylinderlängsrichtung durchquert wird, dessen in den zugewandten Arbeitsraum (5) ragende Stirnseite (6) als Anschlagfläche für den Kolben (3) ausgebildet ist und der ein eine Steuerleitung (8) beherrschendes Steuerventil (9) enthält, dessen Ventilkörper (1o) aus der Anschlagfläche (6) vorsteht

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und beim Auftraten das Kolbsns (3) betätigt wird, wodurch die Steuerleitung (8) einen Steuerimpuls zum Steuern des Arbeitsmediums abgibt ο
2. Arbeitszylinder naeh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (4·) konzentrisch im Zylinderdeckel (1) angeordnet ist und eine umlaufende Anschlagfläche (6) besitzt.
3ο Arbeitszylinder naeh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeielis daß der Anschlagkörper (4) von außen her verstellbar und feststellbar ist ο
4«, Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3? dadurch gekennzeichnet, daß dar Anschlagkörper (4) einen kleineren Dure! messer als der Zylinder (2) besitzt und daß in den Ringraum (7) zwischen Arischlagkörper (4) und Zylinder (2) ein axialer Portsatz des Zylinderdeckels (1) ragt, an dessen innerer Stirn~ fläch© (11) die Arbeitsmediumleitung (12) ausmündet.
5„ Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei von einer Kolbenstange (14) durchquerte Zylinderdeckel (1) der Anschlagkörper (4) die Kolbenstange (14) hülsenartig umfaßtο
6. Arbeitszylinder nach ©inem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (8) aus im Zylinderdeckel (1) und im Anschlagkörper (4) verlaufenden Kanälen (15,16,1?) besteht, wobei am Übergang zwischen jeweils einem Kanal (16,17)

O β Ö C

ο 3 *=.

des Zylinderdeckels (1) und dem zugeordneten Kanal (15) des Anschlagkörpers (4) eine Längsnut (18, 19) zwischen den einander zugewandten Umfangsflachen von Zylinderdeckel (1) und Anschlagkörper (4) vorhanden ist«

7· Arbeitszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (18, 19) über den Umfang durchgehend ausgebildet sind,

8ο Arbeitszylinder nach Anspruch 6 oder 7? dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnuten (18,19) am Außenumfang des Anschlagkörpers (4) ausgebildet sind.

9- Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Längsnuten (18,19) gleich oder größer als der maximale Verstellweg des Anschlagkörpers (4) ist.

1o. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (9) ein Zweiwegeventil mit einem federbelasteten Ventilkörper (1o) ist.

11» Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 6 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung zwischen der inneren Stirnfläche (6) des Zylinderdeckels (4) und der inneren Längsnut (19), zwischen den beiden Längsnuten (18,19) sowie zwischen der äußeren Längsnut (18) und der äußeren Stirnfläche des Zylinderdeckels (4) jeweils ein Dichtring (2o) angeordnet ist.

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Arbeitszylinder nach, einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagkörper (4-) über ein Gewinde (21), insbesondere ein Peingewinde in den Zylinderdeckel (1) eingeschraubt ist.

1J. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Zylinderdeckel (1) mit Kolbenstangendurchführung der hülsenartige Anschlagkörper (4·) an seinem Innenumfang hintereinander einen Abstreif- und Dicht·= ring (25) sowie einen Führungsring (28) besitzt, die jeweils in einer Durchmessererweiterung des Anschlagkörpers gelagert sind.