DE9412435U1 - Arbeitszylinder - Google Patents
ArbeitszylinderInfo
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Description
G 16 729 - lens 19. Juli 1994
Fes to KG, 73734 Esslincren
Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, mit einem Gehäuse, in dem sich ein axial bewegbarer Kolben befindet, der mit einer
an wenigstens einer Stirnseite aus dem Gehäuse herausragenden Kolbenstange verbunden ist, die am Außenumfang wenigstens einen
sich axial erstreckenden und Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnitt aufweist, in dem eine Längsnut vorgesehen ist, die
einen durch eine gehäusefeste Sensoreinrichtung abtastbaren Meßstreifen aufnimmt.
Ein Arbeitszylinder dieser Art geht aus dem deutschen Gebrauchsmuster
G 92 09 980.7 hervor. Er ist mit einem Wegmeßsystem ausgestattet, das eine Positionsbestimmung des Kolbens oder der
Kolbenstange ermöglicht. Es umfaßt beispielsweise eine als Widerstandsstreifen ausgebildete Meßstrecke, die in einer Längsnut
der Kolbenstange untergebracht ist und von einem als Sensorein-
LIb-* i ··· * »♦
richtung fungierenden Schleifkontakt beaufschlagt und abgegriffen wird.
Durch das Entlangschleifen des Schleifkontaktes auf dem Widerstandsstreifen
tritt ein allmählicher Verschleiß auf. Dieser beeinträchtigt die Genauigkeit der Positionsbestimmung und kann zu
Undichtigkeiten im Durchtrittsbereich zwischen der Kolbenstange und der zugeordneten stirnseitigen Abschlußwand des Gehäuses
führen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Arbeitszylinder
zu schaffen, der bei reduziertem Verschleiß eine fortwährend exakte Positionsbestimmung der Kolbenstange und/oder
des Kolbens ermöglicht.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, daß der Meßstreifen ein Magnetstreifen ist, der mehrere in Axialrichtung aufeinanderfolgend
angeordnete, wechselpolig magnetisierte Magnetzonen aufweist,
die durch die Sensoreinrichtung berührungslos abtastbar sind, und daß der Magnetstreifen durch eine an der Kolbenstange
festgelegte, aus magnetfelddurchlässigem Material bestehende Deckleiste abgedeckt ist, deren vom Magnetstreifen abgewandte
Außenfläche zumindest einen Teil des Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnittes der Kolbenstange bildet.
Durch das Zusammenwirken der Sensoreinrichtung mit dem wechselpolig
magnetisierten Magnetstreifen ist auch bei relativ hohen Kolbengeschwindigkeiten eine äußerst zuverlässige und exakte Positionsbestimmung
möglich. Die Sensoreinrichtung umfaßt zweckmä-
J:?
&Kgr;.
ßigerweise mehrere Halbleitersensoren, zum Beispiel sogenannte Hall-Sensoren, die derart am Gehäuse des Arbeitszylinders angebracht
werden, daß sie bei sich bewegender Kolbenstange von den unterschiedlich polarisierten Magnetfeldern des Magnetstreifens
durchsetzt werden und von einer Auswerteelektronik verwertbare Signale liefern. Durch die berührungslose "Abtastung" wird jeglicher
Verschleiß an den zur Positionsbestimmung beitragenden Teilen verhindert. Die zusätzlich über dem Magnetstreifen angeordnete
Deckleiste hat den weiteren Effekt, daß der Magnetstreifen selbst beim Durchsetzen einer gehäuseseitigen Abschlußwand
und einer dort vorgesehenen Führungs- und/oder Dichtungsanordnung vor Beschädigungen geschützt ist und zugleich eine optimale
Abdichtung des Durchgangsbereiches zwischen der Abschlußwand und der Kolbenstange realisiert werden kann, deren Qualität derjenigen
einer Abdichtung konventioneller Kolbenstangen in nichts nachsteht. Die Deckleiste bildet wenigstens einen Bestandteil
des die Längsnut aufweisenden, Flachgestalt besitzenden Flächenabschnittes der Kolbenstange und ist somit Bestandteil der Außenfläche
der Kolbenstange, die mit der erwähnten Führungs- und/oder Dichtungsanordnung in an sich bekannter Weise zusammenarbeiten
kann. Dabei besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Deckleiste aus einem den tribologischen Anforderungen entsprechenden
Material herzustellen, das hinsichtlich Verschleißfestigkeit und Korrosionsverhalten dem Grundmaterial der Kolbenstange
gleichwertig ist. Letztlich liegt eine äußerlich von einer konventionellen Kolbenstange kaum zu unterscheidende Kolbenstange
vor, in der der mechanisch sehr empfindliche Magnetstreifen allseits umschlossen geschützt untergebracht ist. Indem die
Deckleiste aus magnetfelddurchlässigem Material besteht, bei-
spielsweise aus Metall mit relativ geringer Permeablität, werden
die Magnetfelder der einzelnen Magnetzonen durch die Abdeckung nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.
Die Integration des Magnetstreifens in die Kolbenstange ermöglicht
es, kolbenstangenseitig vorgeschriebene Normabmessungen
unverändert beizubehalten. Funktionsbeschränkungen gegenüber Arbeitszylindern konventioneller Art sind nicht zu erwarten, so
daß auch die üblichen Lebensdauerkennwerte trotz der Verwendung eines Wegmeßsystems gegenüber Standardausführungen keinerlei Beschränkungen
unterliegt. Entsprechendes gilt für die Belastbarkeit des Arbeitszylinders.
Durch den Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnitt läßt sich überdies eine kostengünstige Verdrehsicherung der Kolbenstange
erzielen, so daß der Magnetstreifen stets die richtige Lage mit
Bezug zu der gehäuseseitig angeordneten Sensoreinrichtung einnimmt. Da die Deckleiste mechanisch hoch belastbar ausgeführt
werden kann, lassen sich auch hohe auf die Kolbenstange einwirkende Drehmomente ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit der Positionsbestimmung
kompensieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
Eine relativ einfach herzustellende Bauform des Arbeitszylinders sieht vor, daß die Deckleiste zumindest teilweise und vorzugsweise
vollständig in die Längsnut des ebenen bzw. geradlinigen Flächenabschnittes eingelassen ist. Durch die hierbei verwirk-
lichte formschlüssige Verbindung zwischen der Deckleiste und der
Kolbenstange wird die Deckleiste sicher fixiert.
Als besonders geeignetes Material für die Deckleiste hat sich Federstahl herausgestellt, beispielsweise der von der Firma
Sandvik gelieferte Stahl der Spezifikation 13 X RM 19.
Als besonders vorteilhafte Befestigungsmaßnahme für den Magnetstreifen
und die Deckleiste hat sich eine Klebeverbindung herausgestellt, bei der die Teile mittels eines hochfesten Klebers
mit der Kolbenstange verbunden werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, die Sensoreinrichtung
mit einem die entsprechenden Sensoren enthaltenden Sensorkopf auszustatten, der in die in der Regel von einem Dekkel
gebildete Abschlußwand des Gehäuses integriert werden kann. In den Sensorkopf kann unmittelbar eine Signalauswerteelektronik
integriert sein, wobei unmittelbar in dem Sensorkopf eine Signalverstärkung und -aufbereitung stattfinden kann, was den Vorteil
einer sehr guten Signalstabilität hat.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders
in dem von der Kolbenstange durchsetzten Gehäusebereich,
Figur 2 den in Figur 1 gekennzeichneten Ausschnitt II der Kolbenstange in vergrößerter Darstellung, wobei
die Deckleiste zur Sichtbarmachung des Magnetstreifens nicht über ihre gesamte Länge gezeichnet
ist, und
Figur 3 einen Längsschnitt durch den Arbeitszylinder aus Figur 1 gemäß Schnittlinie III-III.
Der beispielsgemäße Arbeitszylinder umfaßt ein Gehäuse 1, in dem ein Kolben 2 axial beweglich angeordnet ist. Der Kolben 2 trennt
zwei Arbeitsräume 3, 4 dicht voneinander ab, in die jeweils ein Gehäusekanal 5 mündet, der in an sich bekannter Weise der Zufuhr
und Abfuhr eines den Kolben antreibenden Fluides wie Druckluft dient.
Die beiden Stirnseiten des Gehäuses 1 sind durch Abschlußwände 6, 7 verschlossen, die als abnehmbare Deckel ausgebildet sind.
An dem Kolben 2 ist eine Kolbenstange 8 befestigt, die sich axial erstreckt, und die eine Abschlußwand 6 koaxial zur Außenseite
hin durchsetzt.
Die Abschlußwand 6 ist eine Lagerwand, die die Kolbenstange 8 in Querrichtung abstützt und führt. Zu diesem Zweck ist in der von
der Kolbenstange 2 durchsetzten Durchtrittsöffnung 12 der Abschlußwand 6 eine sich gehäusefest abstützende Führungseinrichtung
13 angeordnet, die eine Gleitführung für die Kolbenstange 8 darstellt. Ferner befindet sich in der Durchtrittsöffnung 12
eine beispielsgemäß in Baueinheit mit der Führungseinrichtung 13 ausgebildete Dichtungseinrichtung 14, die einerseits an der Abschlußwand
6 festgelegt und andererseits mit der Kolbenstange 8 ringsum in dynamischem Dichtkontakt steht. Sie verhindert, daß
fluidisches Druckmittel aus dem benachbarten Arbeitsraum 3 über die Durchtrittsöffnung 12 nach außen dringt.
Die Führungs- und/oder Dichtungseinrichtung 13, 14 könnte zumindest
teilweise auch außerhalb der Durchtrittsöffnung 12 angeordnet sein.
Am außerhalb des Gehäuses 1 liegenden Ende der Kolbenstange 8 ist eine Befestigungspartie 15 vorgesehen. Sie ermöglicht das
Anbringen eines beliebigen durch den Arbeitszylinder zu bewegenden Bauteils.
Der Arbeitszylinder ist mit einer allgemein mit Bezugsziffer 16
bezeichneten Positionsbestimmungseinrichtung ausgestattet. Bei ihr handelt es sich um ein Wegmeßsystem, das es erlaubt, den zurückgelegten
Weg der Kolbenstange 8 bzw. deren momentane Position zu bestimmen. Dies ermöglicht eine wegabhängige Ansteuerung
und Betätigung des Arbeitszylinders.
Vorzugsweise verfügt die Kolbenstange 8 an ihrem Außenumfang über wenigstens einen sich axial erstreckenden und Flachgestalt
aufweisenden Flächenabschnitt 17. Dieser ebene, geradlinige Flächenabschnitt 17 erstreckt sich über zumindest einen Großteil
der Länge der Kolbenstange 8 und ist zumindest derart angeordnet und ausgebildet, daß er unabhängig von der jeweiligen Axialposi-
tion des Kolbens 2 bzw. der Kolbenstange 8 stets mit einem Abschnitt
seiner Länge einer am Gehäuse 1 festgelegten Sensoreinrichtung 18 radial gegenüberliegt. Besagte Sensoreinrichtung 18
ist beim Ausführungsbeispiel an der als Lagerdeckel fungierenden Abschlußwand 6 angebracht.
Die Sensoreinrichtung 18 arbeitet zur Positionsbestimmung mit einem Magnetstreifen 22 zusammen, der in einer in den Flachgestalt
aufweisenden Flächenabschnitt 17 eingebrachten, sich axial erstreckenden Längsnut 23 untergebracht ist. Bei einer Axialbewegung
der Kolbenstange 8 läuft die Sensoreinrichtung 18 praktisch an dem Magnetstreifen 22 entlang und wird durch diesen betätigt,
so daß sich Sensorsignale ergeben, die in einer angeschlossenen Verarbeitungseinrichtung 24 in gewünschter Weise
verarbeitet werden. Beispielsweise können die Sensorsignale zur Ansteuerung von Ventilen aufbereitet werden, die ihrerseits die
Betätigung des Arbeitszylinders in Abhängigkeit von der momentanen Hubstellung steuern.
Der bandförmige Magnetstreifen 22 ist ein kunststoffgebundenes
Teil, es handelt sich um einen Kunststoffstreifen mit magnetisierbaren Bestandteilen oder Partikeln, prinzipiell vergleichbar
mit den als Tonträgern dienenden Magnetbändern von Tonband- oder Videogeräten. Er besitzt allerdings zweckmäßigerweise eine derartige
Dicke, daß er eine gewisse Eigenstabilität aufweist. Er ist beim Ausführungsbeispiel sandwichartig auf einem Trägerstreifen
25 befestigt, der vorzugsweise aus unmagnetischem Material besteht und beim Ausführungsbeispiel ein Stahlband ist. Die
aus dem Magnetstreifen 22 und dem Trägerstreifen 25 bestehende
*_ &bgr; j . . ♦ . , &bgr; TO J
♦ J4
Streifeneinheit ist, mit dem Trägerstreifen 25 voraus und untenliegend
in die Längsnut 23 eingelegt, wobei ihre flache Unterseite 26 dem ebenen Nutgrund 27 zugewandt ist. Die Nutbreite
entspricht der Streifenbreite wie auch die Nutlänge der Streifenlänge entspricht. Auf diese Weise ist die Streifeneinheit in
der Längsnut 23 in der Streifenebene unbeweglich zentriert. Die Befestigung in der Längsnut 23 geschieht zweckmäßigerweise im
Rahmen einer hochfesten Klebeverbindung, die gewährleistet, daß der Magnetstreifen 22 seine Lage bezüglich der Kolbenstange 8
auch bei starken Erschütterungen stets unverändert beibehält.
Durch eine geeignete Magnetisierung ist der Magnetstreifen 22 in
mehrere in Streifenlängsrichtung aufeinanderfolgende magnetisierte
Magnetzonen 28, 28' eingeteilt, wobei die Magnetisierung
der einzelnen Magnetzonen wechselpolig erfolgt ist. Die Magnetfeldausrichtung zweier in Streifenlängsrichtung benachbarter Magnetfeldzonen
28, 28' weicht somit voneinander ab, indem die Nord- und Südpole jeweils vertauscht sind. Beim Ausführungsbeispiel
sind die einzelnen Magnetfeldzonen 28, 28' axial polarisiert, d.h. ihre Nordpole (N) und Südpole (S) sind in Streifenlängsrichtung
und somit in Axialrichtung der Kolbenstange 8 ausgerichtet. Vorzugsweise ist die Polarisierung derart, daß sich
aufeinanderfolgende Magnetfeldzonen 28, 28' jeweils mit gleichnamiger
Polarisierung zugewandt sind. In Figur 2 sind die Übergangsstellen zwischen jeweils benachbarten Magnetfeldzonen 28,
28' durch strichpunktierte Linien angedeutet, die in der Praxis selbstverständlich nicht sichtbar sind. Man erkennt, daß die
Nordpolseite einer jeweiligen Magnetfeldzone wiederum der Nordpolseite
der sich anschließenden Magnetfeldzone gegenüberliegt.
Die Sensoreinrichtung 18 ist derart an der Abschlußwand 6 festgelegt,
daß sie der dem Nutgrund 27 entgegengesetzten Oberseite 32 des Magnetstreifens 22 mit Abstand rechtwinkelig zur Streifenebene
gegenüberliegt. Bei einer Hubbewegung des Kolbens 2 wird somit der Magnetstreifen 22 an der Sensoreinrichtung 18 in
Längsrichtung vorbeibewegt, welche letztere nacheinander in den Einfluß der von den einzelnen Magnetfeldzonen 28, 28' hervorgerufenen
Magnetfelder gelangt. Diese Magnetfelder durchsetzen die Sensoreinrichtung 18, die beim Ausführungsbeispiel zwei nicht
näher dargestellte magnetfeldempfindliche Halbleitersensoren enthält, beispielsweise sogenannte Hall-Sensoren oder Feldplatten-Sensoren.
Entsprechend der beispielsgemäßen Einteilung des Magnetstreifens 22 liefern die beiden in der Regel um 90° versetzt
angeordneten Halbleitersensoren der Sensoreinrichtung 18 zwei um 90° versetzte Sinus-Signale, die je nach Feininterpolationsteilung
einer nachgeschalteten Auswerteelektronik auf die gewünschte Auflösung - beispielsweise 0,01 mm - feininterpoliert
werden können. Die erhaltenen Signale geben somit Aufschluß über die momentane Position der Kolbenstange 8 und jedes mit dieser
verbundenen Bauteils.
Da die Abtastung des Magnetstreifens 22 durch die Sensoreinrichtung
18 berührungslos erfolgt, sind die Bestandteile der Positionsbestimmungseinrichtung
16 praktisch keinerlei mechanischem Verschleiß ausgesetzt und gewährleisten eine lange Funktionsdauer des Arbeitszylinders.
Die Dicke der sich aus dem Magnetstreifen 22 und dem Trägerstreifen
25 zusammensetzenden Streifeneinheit ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispxel geringer als die Tiefe der sie aufnehmenden
Längsnut 23. Der Magnetstreifen 22 sitzt daher mit Abstand zu dem Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnitt 17 in
der Längsnut 23 ein. Der verbleibende Tiefenabschnitt der Längsnut 23 wird von einer Deckleiste 33 eingenommen, die in die
Längsnut 23 eingepaßt ist und auf dem Magnetstreifen 22 aufliegt.
Bevorzugt ist die Anordnung derart getroffen, daß die Deckleiste 33 vollständig versenkt in der Längsnut 23 aufgenommen
ist, wie es aus den Ausführungsbeispielen hervorgeht. Die Längsnut wird dabei von der Deckleiste 33, dem Magnetstreifen
und dem Trägerstreifen 25 gerade ausgefüllt, so daß die dem Magnetstreifen 22 entgegengesetzte Außenfläche 34 der Deckleiste
33 bündig in die beiden sich längsseits an die Längsnut 23 anschließenden Flächenpartien 35 der Kolbenstange 8 übergeht. Die
Außenfläche 34 bildet dann zusammen mit den beiden sie flankierenden Flächenpartien 35 den Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnitt
17. Durch die Deckleiste erhält die Kolbenstange 8 also letztlich die Gestalt zurück, die sie bei konventioneller,
nutenloser Ausgestaltung hätte. Beispielsgemäß liegen die Außenfläche 34 und die angrenzenden Flächenpartien 35 in einer gemeinsamen
Ebene, die den Flächenabschnitt 17 bildet.
Die Deckleiste 33 ist in der Längsnut 23 fest verankert. Zu diesem
Zweck ist sie vorteilhafterweise in die Längsnut 23 eingeklebt. Ihr Grundriß entspricht demjenigen der Längsnut 23, so
daß letztere durch die Deckleiste 33 vollständig geschlossen ist.
&iacgr; &igr;* &iacgr; i * * · j *♦
Die Deckleiste 33 gewährleistet eine optimale Abdichtung im Durchdringungsbereich zwischen der Kolbenstange 8 und der Abschlußwand
6 bei gleichzeitigem Schutz des empfindlichen Magnet-Streifens 22 vor Beschädigungen. Indem die Außenfläche 34 der
Dichtleiste 33 wenigstens einen Teil des Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnittes 17 bildet, steht sie beim Durchlaufen der
Führungs- und/oder Dichtungsanordnung 13, 14 in gleicher Weise mit dieser in Berührkontakt wie die übrigen Außenflächenbereiche
der Kolbenstange 8. Da es ohne weiteres möglich ist, den Übergangsbereich zwischen der Deckleiste 33 und den benachbarten
Flächenpartien 35 der Kolbenstange 8 derart auszubilden, daß keinerlei Zwischenraum oder Vertiefung vorliegt, hat das im Arbeitsraum
3 enthaltene Druckmittel keinen Überströmweg, um an der Dichtungseinrichtung 14 vorbei auszuströmen. Beispielsgemäß
erreicht man dies dadurch, daß man auch in die erwähnten Übergangsbereiche 36 Klebstoff einbringt, so daß die Übergangsbereiche
36 bis zur Außenfläche hin mit Klebstoff befüllt sind und sich ein gleichmäßiger Übergang zwischen den sich einander anschließenden
Außenflächenbereichen einstellt.
Damit die Wirksamkeit der Positionsbestimmungseinrichtung 16 durch die Deckleiste 33 nicht beeinträchtigt wird, empfiehlt es
sich, die Deckleiste aus unmagnetisierbarem Material herzustellen. Beim Ausführungsbeispiel besteht sie aus einem Federstahl
mit geringer Permeabilität, der zudem äußerst verschleißfest und korrosionsbeständig ist. Ein derartiges Metall wird beispielsweise
von der Firma Sandvik unter der Bezeichnung 13 X RM 19 vertrieben. Auf diese Weise ist die Deckleiste 33 für die Ma-
gnetfelder des Magnetstreifens 22 durchlässig, die somit in gewünschter
Weise die Sensoreinrichtung 18 beaufschlagen können.
Um den exakten und stufenlosen Übergang zwischen der Deckleiste 33 und den sich längsseits anschließenden Bereichen der Kolbenstange
8 zu erhalten, ist die Kolbenstange 8 beim Ausführungsbeispiel nach dem Einkleben der Deckleiste 33 an dem Flächenabschnitt
17 überschliffen worden. Dadurch nivellieren sich sämtliche Unebenheiten aus.
Die Sensoreinrichtung 18 ist beim Ausführungsbeispiel von einem äußerst kompakt bauenden Sensorkopf 37 gebildet, der sich ausgezeichnet
für eine Integration in das Gehäuse 1 und vor allem wie vorliegend - in die von der Kolbenstange 8 durchsetzte Abschlußwand
6 eignet. Die Abschlußwand 6 hat vorliegend im Bereich der Austrittsöffnung 12 eine sich radial erstreckende Ausnehmung
38, die einerseits radial nach innen zur Kolbenstange 8 hin und andererseits radial nach außen zu einer Außenfläche 42
der Abschlußwand 6 hin offen ist. In diese Ausnehmung 38 ist der zum Beispiel patronenartige Sensorkopf 37 eingesetzt, so daß er
den erforderlichen Abstand zu der von ihm nicht berührten Deckleiste 33 einhält, die zwischen ihm und dem Magnetstreifen 22
liegt.
In den Sensorkopf 37 ist eine gestrichelt angedeutete Auswerteelektronik
43 integriert, die die Signale der Halbleitersensoren in der erforderlichen Weise auswertet. Denkbar wäre aber auch
eine Lösung, bei der die Auswerteelektronik extern angeordnet ist und zum Beispiel zu der Verarbeitungseinrichtung 24 gehört.
Der Flachgestalt besitzende Flächenabschnitt 17 bewirkt zusammen
mit dem an ihm flächig anliegenden Führungsabschnitt 44 der Führungseinrichtung 13 zweckmäßigerweise eine Verdrehsicherung der
Kolbenstange 8 bezüglich der Abschlußwand 6. Damit ist gewährleistet, daß die Sensoreinrichtung 18 und der Magnetstreifen 22
stets die richtige Zuordnung beibehalten.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, eine Vierkantstange
als Kolbenstange 8 einzusetzen, wobei eine ihrer vier ebenen Außenflächen 45 den Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnitt
17 bildet. Eine derartige Bauform ist beim Ausführungsbeispiel verwirklicht, wobei der Vierkantabschnitt der Kolbenstange
8 vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt aufweist. Bei Bedarf ließe sich im Bereich mindestens einer der weiteren
ebenen Außenflächenabschnitte 45 der Kolbenstange 8 ein weiterer, insbesondere als Magnetstreifen konzipierter Meßstreifen
integrieren, der ebenfalls mit einer Sensoreinrichtung zusammenarbeitet. Dadurch wäre eine miteinander gekoppelte Gesamtauswertung
oder eine voneinander unabhängige Mehrfachauswertung möglich.
Denkbar wären im übrigen auch noch weitere Kolbenstangenquerschnitte,
die mindestens einen ebene Flächenabschnitt aufweisen. Zu nennen wären beispielsweise Dreiecksstangen oder eine Abflachung
aufweisende Rundstangen.
Somit liegt beim Ausführungsbeispiel die Integration eines Wegmeßsystems
mit einer Maßverkörperung aus einem wechselpolig ma-
gnetisierten Magnetstreifen und einem dazugehörigen Sensorkopf in einen fluidbetätigten verdrehgesicherten Arbeitszylinder vor,
Der Kolbenstangenquerschnitt hat mindestens eine geradlinige Teilflanke, in die eine Längsnut eingelassen ist, welche den
mittels eines hochfesten Klebers fixierten Magnetstreifen aufnimmt. Die magnetfelddurchlässige, nicht magnetische Deckleiste
sorgt aufgrund ihrer nichtrostenden, niederpermeabilen Eigenschaften für eine tribologisch verträgliche Abdeckung des Magnetstreifens
und ist durch einen hochfesten Kleber sicher festgelegt.
Als Sensorkopf der vorliegenden Anordnung ließe sich beispielsweise
ein Lesekopf des Typs Sony PL 20 verwenden. Die Gitterkonstante für die Einteilung des Magnetstreifens in einzelne Magnetfeldzonen
beträgt zum Beispiel 5 mm. Für die Abtastung können bei Bedarf auch mehr als zwei Halbleitersensoren eingesetzt
werden.
Der Magnetstreifen und die Deckleiste werden zweckmäßigerweise
nacheinander und unabhängig voneinander in die Längsnut 23 eingeklebt .
Claims (17)
1. Arbeitszylinder, mit einem Gehäuse, in dem sich ein axial bewegbarer Kolben befindet, der mit einer an wenigstens einer
Stirnseite aus dem Gehäuse herausragende&eegr; Kolbenstange verbunden
ist, die am Außenumfang wenigstens einen sich axial erstreckenden und Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnitt aufweist, in
dem eine Längsnut vorgesehen ist, die einen durch eine gehäusefeste Sensoreinrichtung abtastbaren Meßstreifen aufnimmt, dadurch
gekennzeichnet, daß der Meßstreifen ein Magnetstreifen
(22) ist, der mehrere in Axialrichtung aufeinanderfolgend angeordnete, wechselpolig magnetisierte Magnetzonen (28, 28') aufweist,
die durch die Sensoreinrichtung berührungslos abtastbar sind, und daß der Magnetstreifen (22) durch eine an der Kolbenstange
(8) festgelegte, aus magnetfelddurchlässigem Material be-
stehende Deckleiste (33) abgedeckt ist, deren vom Magnetstreifen (22) abgewandte Außenfläche (34) zumindest einen Teil des Flachgestalt
aufweisenden Flächenabschnittes (17) der Kolbenstange (8) bildet.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckleiste (33) zumindest teilweise in die Längsnut (23)
eingelassen ist.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckleiste (33) vollständig versenkt in der Längsnut (23)
aufgenommen ist, wobei ihre Außenfläche (34) bündig in die sich seitlich anschließenden kolbenstangenseitigen Partien (35) des
Flachgestalt aufweisenden Flächenabschnittes (17) übergeht.
4. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckleiste (33) aus Material mit geringer Permeabilität besteht.
5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckleiste (33) aus unmagnetischem Material
besteht.
6. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckleiste (33) aus verschleißfestem,
korrosionsbeständigem Metall wie Federstahl besteht, insbesondere in der Spezifikation 13 X RM 19.
7. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnetstreifen (22) ein magnetisierbar Bestandteile enthaltender Kunststoffstreifen ist.
8. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetstreifen (22) auf einem Trägerstreifen
(25) befestigt ist und zwischen diesem Trägerstreifen (25) und der Deckleiste (33) liegt.
9. Arbeitszylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Trägerstreifen (25) aus unmagnetisierbarem Metallmaterial besteht.
10. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Magnetzonen (28, 28·) axial,
d.h. in Längsrichtung der Kolbenstange (8), polarisiert sind, wobei axial benachbarte Magnetzonen (28, 28') einander zweckmäßigerweise
mit gleichnamiger Polung zugewandt sind.
11. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetstreifen (22) in die Längsnut (23)
eingeklebt ist.
12. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckleiste (33) durch Klebung an der
Kolbenstange (8) festgelegt ist.
13. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (8) im Bereich des Flachge-
stalt aufweisenden Flächenabschnittes (17) bei in die Längsnut
(23) eingesetzter Deckleiste (33) überschliffen ist.
14. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (8) über mehrere Flachgestalt
aufweisende Flächenabschnitte {17, 45) verfügt, wobei wenigstens einem (17) dieser Flächenabschnitte ein Magnetstreifen
(22) mit Deckleiste (33) zugeordnet ist.
15. Arbeitszylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (8) im Bereich der Flachgestalt aufweisenden
Flächenabschnitte {17, 45) als Vierkantstange mit insbesondere
quadratischem Querschnitt ausgebildet ist.
16. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (18) einen im Innern
einer von der Kolbenstange (8) durchsetzten Abschlußwand (6) des Gehäuses (1) angeordneten Sensorkopf (37) aufweist.
17. Arbeitszylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sensorkopf (37) eine Signalauswerteelektronik (43)
integriert ist.
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