EP0492750A1

EP0492750A1 - Profilrohr für kolbenstangenlosen Arbeitszylinder

Info

Publication number: EP0492750A1
Application number: EP91250321A
Authority: EP
Inventors: Peter Müller; Helmut Göttling; Rudolf Möller; Gerhard Scharnowski; Ralf Kook
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-12-03
Publication date: 1992-07-01
Also published as: JPH04285305A; DE4041370C2; DE4041370A1; US5245912A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Profilrohr für kolbenstangenlose Arbeitszylinder mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Zylinderraum und einem darin beweglich geführten, mit Zugmitteln verbundenen Kolben, und einem mit dem Zugmittel verbundenen in einer am Profilrohr angeordneten Gleitführung geführten Schlitten. Um bei einem Profilrohr für kolbenstangenlose Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art die Torsionssteifigkeit zu erhöhen, den Kolben verdrehgesichert zu führen und gleichzeitig eine kompakte Bauform zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Profilrohr (1) einen geschlossenen einstückigen Querschnitt aufweist, daß der Zylinderraum (4) einen innerhalb des Profilrohrquerschnittes angeordneten elliptischen Querschnitt aufweist, daß innerhalb des Profilrohrquerschnittes sich in Längsrichtung erstreckende Druckmittelführungskanäle (5) angeordnet sind und daß die Gleitführung (12) an einer der Außenlängsseiten des Profilrohres (1) angeordnet und mit demselben einstückig verbunden ist. <IMAGE>

Description

Bei kolbenstangenlosen Arbeitszylindern stellt sich grundsätzlich das Problem, daß die Kolbenbewegung nach außen geführt und dort abgreifbar sein muß. Dies geschieht wie in der EP 0 147 803 dargestellt, dadurch daß das Zylinderrohr Mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitz versehen ist, durch den dann Mitnehmerelemente mit dem Kolben verbunden sind, durch den Schlitz hindurchreichen und die Bewegung des Kolbens so außen abgreifbar machen. Hierbei muß der Längsschlitz jedoch auf eine mehr oder weniger komplizierte Weise abgedichtet werden, so daß sich ein druckmitteldichter Zylinderinnenraum ergibt. Arbeitszylinder dieser Art finden ihren Einsatzbereich besonders dort, wo aufgrund der gestellten Arbeitsanforderungen eine mit dem Kolben verbundene nach außen geführte Kolbenstange nicht unterbringbar ist. Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der Längsschlitz die. Torsionssteifigkeit des Zylinderrohres stark herabsetzt. Ein weiterer Nachteil ist, daß durch diese Anordnung eine Aufweitung des Zylinders und damit des Schlitzes bei der Druckbeaufschlagung unvermeidbar ist. Hierdurch kann es zu Undichtigkeiten kommen, die die vom Kolben abgreifbare Kraft stark herabsetzen. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 03 830 ist ein kolbenstangenloser Arbeitszylinder bekannt, dessen Profilrohr einen geschlossenen Querschnitt aufweist. Bei diesem bekannten Arbeitszylinder wird auf einen Längsschlitz zur Anordnung eines Mitnehmers zwischen Kolben und außen geführten Schlitten verzichtet, da hierbei der Einsatz eines Zugbandes vorgesehen ist, welches an den Enden des Zylinderrohres über Umlenkrollen parallel zum Zylinderinnenraum außen geführt ist. Nachteilig ist bei diesem bekannten Arbeitszylinder jedoch, daß der Zylinderinnenraum einen runden Querschnitt aufweist. Hierdurch ist eine verdrehgesicherte Führung des Kolbens nicht gegeben. Dadurch werden die beim Betrieb des Arbeitszylinders möglichen Eigenrotationsmomente auf das Zugband übertragen, so daß die Dichtungen des Zugbandes an den Enden des Zylinderrohres stark belastet werden, somit stärker verschleißen. Solche Eigenrotationsmomente des Kolbens treten besonders dann auf, wenn die Zugbandenden nicht exakt auf einer Achse fluchtend am Kolben angeordnet sind und somit Kippmomente entstehen, oder im Betrieb hoher Verschiebegeschwindigkeiten des Kolbens im Arbeitszylinder.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Profilrohr für kolbenstangenlose Arbeitszylinder zu schaffen, das torsionssteif ist und den Kolben verdrehgesichert führt und gleichzeitig eine kompakte Bauform vorgibt.
Die gestellte Aufgabe wird bei einem Profilrohr für kolbenstangenlose Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Die Verwendung eines Profilrohres mit einem geschlossenen einstückigen Querschnitt in Verbindung mit einem innerhalb des Profilrohrquerschnittes angeordneten Zylinderraum mit elliptischem Querschnitt hat den Vorteil, daß das Zylinderrohr zum einen torsionssteif ist und zum anderen der Kolben innerhalb des elliptischen Querschnittes des Zylinderinnenraumes verdrehgesichert geführt ist. Hierdurch werden die Dichtungen für das Zugmittel entlastet. Die im Querschnitt elliptische Ausbildung des Zylinderinnenraumes ist zwar aus der Patentanmeldung FR-2 245 865 bekannt, jedoch hierbei für einen Arbeitszylinder mit Kolbenstange vorgesehen. Im Gegensatz zu diesem Stand der Technik dient die Verdrehsicherung des Kolbens bei der vorliegenden Erfindung ausschließlich der Entlastung der Zugbanddichtungen und somit einem glatteren Lauf des Kolbens.
Bei der vorliegenden Erfindung erweist es sich außerdem als vorteilhaft, innerhalb des geschlossenen Profilrohrquerschnittes sich in Längsrichtung erstreckende Druckmittelführungskanäle integriert anzuordnen, da die Baueinheit somit kompakt ist. Dies gilt ebenfalls dafür, die Gleitführung für den außen anzutreibenden geführten Schlitten als einstückige Anformungen des Profilrohres auszubilden. Daß in vorteilhafter Ausgestaltung innerhalb des Profilrohrquerschnittes ein sich in Längsrichtung erstreckender geschlossener Reservekanal angeordnet ist, hat den Vorteil, daß zusätzliche Bauelemente aufgenommen und geführt werden können und/oder Führungsleitungen für beispielsweise Druckluft etc. einfach und kompakt im Profilrohr integriert angeordnet werden können. Die Anordnung von sich in Längsrichtung erstreckenden mit Verzahnungen versehenen Nuten an mindestens einer der Außenseiten des Profilrohres, innerhalb derer entsprechende Schrauben einschraubbar sind, hat den Vorteil, daß Verwendung von Anbauteilen keine zusätzlichen Gewindelöcher gebohrt werden müssen, sondern an jeder beliebigen Stelle entlang der Nuten des Arbeitszylinders Schrauben in das Profilrohr einschraubbar sind. Die Anordnung von nach innen sich trapezförmig erweiternden Führungsnuten, die sich in Längsrichtung des Profilrohres erstrecken, führt in einfacher Weise zur Anbaumöglichkeit von zusätzlichen Anbauteilen, wie Positionsschalter oder dergleichen. Alternativ dazu können die Nuten auch einen sich nach innen verjüngenden trapezförmigen Querschnitt aufweisen, um auch mit entsprechenden Befestigungselementen versehene Anbauteile der handelsüblichen Art ebenfalls einsetzen zu können.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1: Arbeitszylinder
Figur 2: alternativer Profilrohrquerschnitt

Die Figur 1 stellt den kolbenstangenlosen Arbeitszylinder dar, bei dem in einem Schnitt der Querschnitt des Profilrohres und die Anordnung der einzelnen Elemente des Arbeitszylinders sichtbar sind. Das Profilrohr 1 weist einen geschlossenen einstückigen Querschnitt auf, innerhalb dessen alle für den Arbeitszylinder nötigen Elemente integriert angeordnet sind. Der Zylinderraum 4 weist einen elliptischen Querschnitt auf, innerhalb dessen ein Kolben 11 mit ebenfalls elliptischem an den Querschnitt des Zylinderinnenraumes angepaßten Querschnitt geführt ist. Die axialen Enden des Kolbens 11 sind mit dem Zugband 3 verbunden, welches im Bereich der Zylinderdeckel 8 aus dem Zylinderinnenraum 4 herausgeführt und dabei abgedichtet sind. Über Umlenkrollen (hier nicht dargestellt, da im Bereich der Zylinderdeckel integriert) ist das Zugband parallel zum Zylinderinnenraum 4 in der dafür vorgesehenen Nut 9 geführt und mit dem Schlitten 2 verbunden. Die Nut 9 ist mit einer Erweiterung 16 versehen, die es im Bedarfsfall ermöglicht, ein zusätzliches, verschiebbares Befestigungselement, welches die Zugbandenden aufnimmt, zu führen. Das Profilrohr 1 ist mit einer einstückigen Gleitführung 12 versehen und weist einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf. Der Schlitten ist dementsprechend angeformt, daß er in dieser schwalbenschwanzförmigen Gleitführung geführt wird. Innerhalb des Profilrohrquerschnittes sind Druckmittelleitungen 5 angeordnet, die sich in Längsrichtung des Profilrohres erstrecken. Zwischen dem Zylinderraum 4 und der Nut 9 zur Führung des Zugmittels 3 ist ein sich ebenfalls in Längsrichtung des Profilrohres erstreckender integrierter Reservekanal 7 angeordnet. Innerhalb dieses Kanals können zusätzliche Leitungen für Druckmittel oder aber auch elektrische Leitungen geführt werden. Außerdem ist es möglich dort Halteelemente zur Befestigung der Umlenkrollen einzuschieben. Die Nuten 13 sind an der der Gleitführung 12 gegenüberliegenden Bodenseite des Profilrohres 1 angeordnet. Diese Nuten 13 erstrecken dich ebenfalls in Längsrichtung des Profilrohres und sind mit einer Verzahnung versehen, die sich ebenfalls in Längsrichtung des Profilrohres erstreckt. Diese Verzahnung ist dabei so gestaltet, daß die Gewindegänge von Schraubelementen in die Nuten aufnehmbar sind, beispielsweise zur Befestigung von Anbauelementen. Die Erstreckung der Nuten 13 in Längsrichtung bewirkt dabei, daß an jeder denkbaren Stelle entlang der Nuten Schraubelemente eingesetzt werden können, wodurch die Notwendigkeit eines maßhaltigen Anbohrens des Zylinderrohres entsprechend der Lage der Befestigungsschrauben überflüssig wird. An den übrigen Außenseiten des Profilrohres sind sich in ebenfalls Längsrichtung erstreckende Führungsnuten 14 zur Aufnahme von Anbauteilen angeordnet. Solche Anbauteile können beispielsweise Endschalter, Signalgeber etc. sein. Über Haltenuten 15, die sich nach außen erweiternd ausgebildet sind, wird der Arbeitszylinder gehalten bzw. mit einer Maschine verbunden.
Figur 2 zeigt eine alternative Ausgestaltungsmöglichkeit des Profilrohrquerschnittes. Der Reservekanal 7 ist dabei seitlich noch so erweitert, daß Material beim Herstellen des Profilrohres eingespart werden kann, ohne daß die Statik und damit die Torsionssteifigkeit des Profilrohres leidet. Die Befestigungsnuten 17 sind dabei derart trapezförmig, daß sie sich zum Inneren des Profilrohrquerschnittes hin verjüngen. Hierdurch ist es möglich, Anbauteile der handelsüblichen Art einfach zu befestigen.
Insgesamt stellt dieses Profilrohr eine kompakte und zweckmässige Bauform für einen Zugbandzylinder dar. Die Entlastung der für das Zugband nötigen Dichtungen und der Umlenkrollen und nicht zuletzt des Zugbandes selbst durch die Ausgestaltung eines verdrehgesicherten Kolbens, in Verbindung mit dem kompakten und alle wesentlichen Elemente integriert enthaltenden Profilrohr ist, zweckmäßig und einfach aufgebaut.

Claims

Profilrohr für kolbenstangenlose Arbeitszylinder mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Zylinderraum und einem darin beweglich geführten mit Zugmitteln verbundenen Kolben und einem mit dem Zugmittel verbundenen, in einer am Profilrohr angeordneten Gleitführung geführten Schlitten,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Profilrohr (1) einen geschlossenen einstückigen Querschnitt aufweist, daß der Zylinderraum (4) einen innerhalb des Profilrohrquerschnittes angeordneten elliptischen Querschnitt aufweist, daß innerhalb des Profilrohrquerschnittes sich in Längsrichtung erstreckende Druckmittelführungskanäle (5) angeordnet sind und daß die Gleitführung (12) an einer der Außenlängsseiten des Profilrohres (1) angeordnet und mit demselben einstückig verbunden ist.
Profilrohr für kolbenstangenlosen Arbeitszylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb des Profilrohres (1) ein sich in Längsrichtung erstreckender Reservekanal (7) mit geschlossener Querschnittskontur integriert angeordnet ist.
Profilrohr für kolbenstangenlosen Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gleitführung (12) eine sich in Längsachse erstreckende und bezüglich des Profilrohrquerschnittes nach außen offene Nut (9) zur Führung des Zugmittels (3) aufweist.
Profilrohr für kolbenstangenlosen Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einer der Außenseiten des Profilrohres (1) sich in Längsrichtung erstreckende Nuten (13) angeordnet sind, die mit sich in Längsrichtung erstreckenden Verzahnungen zur Aufnahme von Schrauben versehen sind.
Profilrohr für kolbenstangenlosen Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Außenseiten des Profilrohres (1) sich in Längsrichtung erstreckende, sich zum Inneren des Profilrohrquerschnittes trapezförmig erweiternde Führungsnuten (14) zur Aufnahme von Anbauteilen angeordnet sind.
Profilrohr für kolbenstangenlosen Arbeitszylinder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Außenseite des Profilrohres sich in Längsrichtung erstreckende trapezförmige, sich zum Inneren des Profilrohrquerschnittes verjüngende Befestigungsnuten (17) angeordnet sind, zur Aufnahme von Anbauteilen.