DE4445122A1

DE4445122A1 - Kolben-Zylinder-Einheit

Info

Publication number: DE4445122A1
Application number: DE19944445122
Authority: DE
Inventors: Ludwig Endras; Werner Richter
Original assignee: Kemptener Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Kemptener Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1994-12-17
Filing date: 1994-12-17
Publication date: 1996-06-20

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Sensor, der bei Erreichen einer vorbestimmten Position der Kolbenstange relativ zum Zylinder durch Wechselwirkung mit einem mit der Kolbenstange bewegten sensoraktiven Material ein Signal liefert.

Es ist eine druckschriftlich nicht belegbare Kolben-Zylinder- Einheit dieser Art bekannt, bei der zur Erfassung der Position der Kolbenstange ein Magnet im Kolben untergebracht ist, der mit einem in eine Bohrung des Zylindermantels eingesetzten Sensor zusammenwirkt. Eine derartige Anordnung von Sensor und Magnet ist insofern von Nachteil, als der Kolben, um den Magneten aufzunehmen zu können, quergeteilt ist und verhältnismäßig kompliziert ausgebildet ist, um den Austritt eines in Längsrichtung der Kolben-Zylinder-Einheit schmalen Magnetfeldes in Richtung des Sensors zu gewährleisten. Um eine gute Positioniergenauigkeit zu erhalten ist es notwendig, den Sensor in unmittelbare Nähe der Quelle des Magnetfeldes anzuordnen. Er ist deshalb bis über die innen befindliche Zylinderlaufbahn für den Kolben hinaus in die Bohrung im Zylindermantel eingesteckt und dort im Bereich der Zylinderlaufbahn verschweißt, um den Spalt zwischen der Bohrungswand und dem Sensor zu verschließen, der einen starken Verschleiß der Kolbendichtungen verursachen würde. Damit die Zylinderlaufbahn durch die Schweißung nicht beeinträchtigt wird und wieder eine einwandfreie Qualität erhält ist es notwendig, diese Stelle anschließend durch einen geeigneten Bearbeitungsvorgang, wie z. B. schälen und rollieren, zu glätten.

Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine im Hinblick auf die für die Positionserfassung der Kolbenstange benötigten Elemente technisch einfachere Kolben-Zylinder- Einheit der eingangs beschriebenen Art zu schaffen.

Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß ein in seiner Länge begrenzter Bereich der Kolbenstange als sensoraktives Material ausgebildet ist, während die benachbarten Kolbenstangenbereiche aus nicht-sensoraktivem Material bestehen und daß die Positionserfassung der Kolbenstange im Bereich eines den Zylinder endseitig verschließenden und von der Kolbenstange durchdrungenen Verschlußstückes in einem druckunbeaufschlagten Gebiet erfolgt.

Auf diese Weise ist der Sensor in unmittelbarer Nähe der Kolbenstange anordenbar, ohne daß sensorbedingte Nachbearbeitungen am Verschlußstück erforderlich sind. Ein Austausch des Sensors ist problemlos möglich, da er nicht unlösbar sondern durch eine Verschraubung mit dem Verschlußstück verbunden ist. Auch bezüglich der Abdichtung der Kolbenstangendurchführung sind keine Schwierigkeiten zu erwarten, da die fertiggestellte Kolbenstange an ihrer Oberfläche keinerlei mechanisch wirksame Unregelmäßigkeiten, wie Fugen, Risse o. dgl. aufweist. Durch Austausch der Kolbenstange ist es außerdem leicht möglich, die Stellung der Kolbenstange, bei der der Sensor das Signal abgibt, durch einen Austausch der Kolbenstange gegen eine Kolbenstange, bei der sich der sensoraktive Bereich an einer anderen Stelle befindet, zu ändern. Es ist auch denkbar, die Kolbenstange lediglich an der Oberfläche durch eine geeignete Behandlung, beispielsweise chemischer Art, derart gegenüber den benachbarten Oberflächenbereichen zu verändern, daß ein geeigneter Sensor in der Lage ist, diese Änderung zu erfassen. Es sei in diesem Zusammenhang beispielsweise an einer Veränderung des Reflexionsvermögens der Kolbenstangenoberfläche gedacht, die von einem lichtempfindlichen Sensor ermittelt werden kann.

Bei einer Kolbenstange, die die an sie gestellten Anforderungen sicher erfüllt, ist gemäß Anspruch 2 das sensoraktive Material durch Reibschweißen mit den benachbarten Kolbenstangenbereichen einstückig verbunden. Eine derartige Kolbenstange kann ohne weiteres verchromt werden.

Bei Kolbenstangen, die nicht verchromt werden müssen, kann das sensoraktive Material in eine Umfangsnut der Kolbenstange eingesetzt und durch Löten mit den benachbarten Kolbenstangenbereichen verbunden sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung, die einen Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Einheit wiedergibt, näher erläutert.

Die gezeigte einfachwirkende Kolben-Zylinder-Einheit weist ein Zylinderrohr 1 auf, das auf einer Seite durch ein unlösbares Verschlußteil 2 mit Lagerauge 2a und auf der anderen Seite durch ein entfernbares Verschlußteil 3 mit einer Durchführung für eine Kolbenstange 4 verschlossen ist. Im Inneren des Zylinderrohres 1 ist ein Kolben 5 verschiebbar geführt, der mit der Kolbenstange 4 mittels einer nicht dargestellten Verschraubung verbunden ist. Eine Zu- und Ableitung von Druckmittel für die Betätigung der Einheit erfolgt über den Anschluß 6.

Das mittels eines eingelegten Stahlringes 7 und einer Sicherungsscheibe 8 in beiden Richtungen festgelegte Verschlußteil 3 ragt aus dem Zylinderrohr 1 heraus und weist in diesem Bereich eine radiale Gewindebohrung 3a auf, in das ein Sensor 9 eingeschraubt ist. Die Gewindebohrung 3a befindet sich dabei im nicht mehr druckbeaufschlagten Bereich zwischen den die Kolbenstangendruckabdichtung bewirkenden Dichtringen 10, 11, 12 und einem Schmutzabstreiferring 13.

Die Kolbenstange 4 weist in Längsrichtung drei Bereiche 4a, 4b und 4c auf, von denen die beiden äußeren Bereiche 4a, 4c aus einem üblicherweise für Kolbenstangen verwendeten Material bestehen, das mit dem verwendeten Sensor 9 keinerlei Wechselwirkung zeigt. Zwischen den Bereichen 4a, 4c befindet sich ein schmaler Bereich 4b, der aus einem im Hinblick auf den verwendeten Sensor 9 behandelten Material besteht und bei einer Vorbeibewegung den Sensor 9 veranlaßt, ein Signal abzugeben.

Für das vorliegende Ausführungsbeispiel sei davon ausgegangen, daß ein magnetfeldaktiver Sensor 9 zur Anwendung gelangt. Als Material für den sensoraktiven Bereich 4b der Kolbenstange 4 kommt daher ein magnetischer Stahl in Betracht. Ein Stück aus einem solchen Material wird durch zweimaliges Reibschweißen fest mit zwei Stangen geeigneter Länge verbunden, wobei durch Wahl passender, anhand von Versuchen ermittelter Parameter die Reibschweißvorgänge so gesteuert werden können, daß das magnetische Material einen homogenen, scheibenförmigen Teil mit der erforderlich geringen Längserstreckung der so gebildeten Stange bildet. Diese Stange stellt das Ausgangsmaterial für die nach der mechanischen Bearbeitung fertiggestellte Kolbenstange 4 dar, die eine homogene, ohne besondere Schwierigkeiten verchrombare Oberfläche besitzt.

Claims

1. Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Sensor (9), der bei Erreichen einer vorbestimmten Position der Kolbenstange (4) relativ zum Zylinder durch Wechselwirkung mit einem mit der Kolbenstange bewegten sensoraktiven Material ein Signal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß ein in seiner Länge begrenzter Bereich (4b) der Kolbenstange (4) als sensoraktives Material ausgebildet ist, während die benachbarten Kolbenstangenbereiche (4a, 4c) aus nicht-sensoraktivem Material bestehen und daß die Positionserfassung der Kolbenstange (4) im Bereich eines den Zylinder (Zylinderrohr 1) endseitig verschließenden und von der Kolbenstange (4) durchdrungenen Verschlußteils (3) in einem druckunbeaufschlagten Gebiet erfolgt.

2. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sensoraktive Material durch Reibschweißen mit den benachbarten Kolbenstangenbereichen (4a, 4c) einstückig verbunden ist.

3. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sensoraktive Material durch Löten mit den benachbarten Kolbenstangenbereichen (4a, 4c) verbunden ist.