DE3744628C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben/Zylinder-Ein­ heit, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Kolben/Zylinder-Einheit ist beispielsweise aus der WO 87/05 368 bekannt.

Derartige Kolben/Zylinder-Einrichtungen werden heute in großer Zahl bei voll- oder teilautomatisierten Anlagen verwendet. Beispielsweise werden derartige Kolben/Zylin­ der-Einheiten an Positioniereinrichtungen, wie Industrie­ roboter etc. angeflanscht, um das eigentliche Werkzeug zu betätigen bzw. zu positionieren.

Die bekannten Kolben/Zylinder-Einheiten weisen aber eine Reihe von Schwierigkeiten auf:

Gerade in voll- oder teilautomatisierten Anlagen werden häufig Fluidversorgungsleitungen für an der Kolbenstange angebrachte Einrichtungen benötigt. Bei der bekannten Kolben/Zylinder-Einheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist keine Versorgungsleitung für an der Kolbenstange angebrachte Einrichtungen vorgesehen. Dies bedeutet, daß - wenn derartige Versorgungsleitungen benötigt werden - diese außerhalb der eigntlichen Kolben/Zylinder- Einheit verlegt werden müssen.

Ein derartiger Aufbau ist gerade bei Verwendung einer Kolben/Zylinder-Einheit mit einer frei programmierbaren Handhabungseinrichtung wenig zweckmäßig, da beispielsweise Versorgungsleitungen bei Bewegungen beschädigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kolben/Zy­ linder-Einheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß bei verdrehgesichertem Kolben die Versorgungsleitungen für an der Kolbenstange angebrachte Einrichtungen innerhalb des Zylinders verlaufen.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im einzigen Patentanspruch gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß ist die Kolbenstange hohl ausgeführt. Durch die hohle Kolbenstange können Versorgungsleitungen für die Werkzeuge verlegt werden. Beispielsweise kann den Werkzeugen am Kolbenstangenende Druckluft für die Betätigung zugeführt werden, ohne daß außerhalb des Zylinders störende Schläuche und/oder Kabel vorgesehen werden müßten. Dabei sind die Fluidleitungen als ein in der Schlauchebene als Spirale gewickelter Schlauch ausgebildet, der sich bei voll zurückgezogenem Kolben in eine Ausnehmung im Zylinderboden einlegt.

Aufgrund des gattungsgemäßen Aufbaus durchsetzt ferner den Zylinder in Längsrichtung wenigstens eine exzentrisch angeordnete Stange, durch die der Kolben gegen Verdrehungen gesichert wird. Damit können an der Kolbenstange beispielsweise Handhabungseinrichtungen, wie Greifer, Spanneinrichtungen, Werkzeuge etc. direkt angebracht werden, ohne daß sich während der linearen Aus- und Einfahrbewegung des Kolbens zusätzlich zur translatorischen Bewegung eine rotatorische Bewegung ergeben würde.

Weiterhin erfolgt das Rückholen des Kolbens in bekannter Weise dadurch, daß in der exzentrisch angeordneten Stange eine Bohrung im Bereich des Zylinderdeckels vorgesehen ist, durch die der Kolben von der Rückseite mit einem Fluid beaufschlagbar ist, wobei die Fluidzuleitung in die exzentrische Stange vom Zylinderboden aus erfolgt.

Damit erfolgen sowohl die Fluidzuleitung (beispielsweise die Druckluft- oder Pneumatikflüssigkeitzuleitung) für die Kolbenbewegung als auch die Fluidzuleitung für die Bewe­ gung der Handhabungseinrichtung zentral am Kolbenboden, an dem zusätzlich Steuerelemente angeordnet sein können. Hierdurch wird die konstruktive Gestaltungsmöglichkeit von bewegten Handhabungseinrichtungen wesentlich erweitert.

Bevorzugt sind zwei exzentrische Stangen vorgesehen, durch die die Verdreh-Sicherung weiter erhöht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben, in der zeigt

Fig. 1 einen (teilweisen) Querschnitt durch eine erfin­ dungsgemäße Kolben/Zylinder-Einheit,

Fig. 2 die zentrale Luftzuführung für die Einheit,

Fig. 3 die Lufteinleitung in die Kolbenstange.

Fig. 1 zeigt im teilweisen Querschnitt eine erfindungsge­ mäße Kolben/Zylinder-Einheit. Der Zylinder besteht aus einem Zylinderboden 1, einem Zylinderrohr 2 und einem Zylinderdeckel 3. In den Zylinder ist ein Kolben 4 mit einer Kolbenstange 5 eingesetzt. Mit 6 ist eine Kolben­ dichtung zum Zylinderrohr 2, mit 7 eine Dichtung zwischen Zylinderboden/Zylinderrohr und mit 8 eine Dichtung zwi­ schen Zylinderdeckel/Zylinderrohr bezeichnet.

Zur Verdreh-Sicherung ist eine hohle Stange 9 vorgesehen, die in den Zylinderboden 1 eingepreßt ist und mit einer Dichtung 10 abgedichtet ist. Das andere Ende der hohlen Stange 9 wird mit einer Dichtung 11 und mit einer Dichtschraube 12 im Zylin­ derdeckel 3 befestigt.

Die hohle Stange 9 durchsetzt den Kolben 4, der hierzu eine entsprechende Ausnehmung mit einer Dichtung 13 besitzt.

Bevorzugt wird die exzentrische hohle Stange 9 möglichst dicht an das Zylinderrohr 2 gedrückt, so daß sich ein großer Hebelarm für Drehmomente ergibt, die über die Kolbenstange und den Kolben auf die hohle Stange 9 wirken.

Fig. 2 zeigt die zentrale Luftzuführung. Hierzu ist am Zylinderboden 1 ein Ventil 14 mit zentraler Druckluftein­ leitung 15 vorgesehen. Bei entsprechender Ventilstellung wird über eine Bohrung 16 Luft in den Zylinder eingelei­ tet, so daß der Kolben 4 ausfährt.

Die Rückholbewegung des Kolbens erfolgt dadurch, daß Druckluft am Rohrende der hohlen Stange 9 bei entsprechender Stellung des Ventils 14 austritt und den Kolben 4 von der entgegengesetzten Richtung her beaufschlagt. Durch diese Anordnung des Ventils 14 sowie der einzelnen Fluidleitun­ gen kann die Fluid- bzw. Drucklufteinleitung über die Drucklufteinrichtung 15 und Stange 9 für Aus- und Einfahrbewegungen des Kolbens 9 von dem am Zylin­ derboden 1 angeordneten Ventil 14 her erfolgen, also zen­ tral, ohne daß externe Druckluftleitungen etc. vorgesehen werden müßten.

Fig. 3 zeigt, daß in eine Aussparung des Zylinderbodens 1 ein Schlauch 17 eingelegt ist, der über eine Bohrung 18 ebenfalls mit dem Ventil 14 verbunden ist.

Der Schlauch 17 hat verschiedene Eigenschaften, die im folgenden näher beschrieben werden sollen:

In der Schlauchebene ist er als Spirale gewickelt, d. h. die Windungen liegen zentral zur Kolbenstange 5 am Zylin­ derboden 1. Die spiralförmigen Schlauchwindungen sind so bemessen, daß der Schlauch bei ausgefahrenem Kolben wei­ terhin eine Verbindung zu der hohlen Kolbenstange 5 her­ stellt. In der Zylinderrohrebene, d. h. bei ausfahrendem Kolben 4 ist der Schlauch 17 als Wendel gewickelt, die bis zum zentralen Lufteintritt des Kolbens 4 führt. Im ausge­ fahrenen Zustand des Kolbens 4 stellt der Schlauch damit eine konische Wendel dar. Diese Wendelform kann entweder dadurch erreicht werden, daß eine kegelige Schraubendruck­ feder aus Federstahl verwendet wird, deren Form und Lage reproduzierbar ist. Der weiche Druckluftschlauch wird über den Federstahl gestülpt, d. h. der Federstahl liegt im Schlauch und wird am Zylinderboden und am Kolbenboden in geeigneter Weise befestigt.

Bei einer weiteren Ausgestaltung bildet der Schlauch selbst die Wendel. Damit dies möglich wird, wird er an einer Mantellinie mechanisch oder thermisch so behandelt, daß er sich reproduzierbar krümmt und im ausgezogenen Zustand eine Wendel bildet, die der Form der kegeligen Schraubendruckfeder entspricht.

Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedankens sind selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen möglich:

Beispielsweise können zwei (oder auch mehr) exzentrische Stangen, von denen wenigstens eine als Hohlwelle ausgebil­ det ist, symmetrisch angeordnet werden, so daß sich eine höhere Verdreh-Sicherheit ergibt.

Ferner kann das Ventil 14 eine Flanschplatte bzw. eine auskragende Bodenplatte aufweisen, mit der es direkt an der zentralen Flanschplatte eines Industrieroboters oder dergleichen befestigbar ist.

Claims (1)

1. Kolben/Zylinder-Einheit, deren Kolbenstange hohl ausgeführt ist, und zumindest eine Leitung aufnimmt, und bei der zum Ausfahren des Kolbens im Zylinderboden eine Bohrung vorgesehen ist, sowie zur Sicherung des Kolbens gegen Verdrehungen wenigstens eine Stange den Zylinder in Längsrichtung exzentrisch durchsetzt, in der zum Rückholen des Kolbens eine Leitung mit einer Bohrung im Bereich des Zylinderdeckels vorgesehen ist, durch die der Kolben von der Rückseite mit einem Fluid beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Kolbenstange (5) Leitungen aufnimmt, von denen wenigstens eine als Fluidversorgungsleitung für an der Kolbenstange (5) angebrachte Einrichtungen ausgebildet ist und die zu an der Kolbenstange (5) angebrachten Einrichtungen führt, wobei die als Fluidleitung dienende Leitung als in der Schlauchebene als Spirale gewickelter Schlauch (17) ausgebildet ist, der sich bei voll zurückgezogenem Kolben in eine Ausnehmung im Zylinderboden (1) einlegt.