EP1402188A1 - Arbeitszylinder - Google Patents

Arbeitszylinder

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Publication number
EP1402188A1
EP1402188A1 EP02754684A EP02754684A EP1402188A1 EP 1402188 A1 EP1402188 A1 EP 1402188A1 EP 02754684 A EP02754684 A EP 02754684A EP 02754684 A EP02754684 A EP 02754684A EP 1402188 A1 EP1402188 A1 EP 1402188A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
working cylinder
profile part
cylinder tube
cylinder according
Prior art date
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Granted
Application number
EP02754684A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1402188B1 (de
Inventor
Dieter Waldmann
Uwe Mödinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of EP1402188A1 publication Critical patent/EP1402188A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1402188B1 publication Critical patent/EP1402188B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2892—Means for indicating the position, e.g. end of stroke characterised by the attachment means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1428—Cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1438—Cylinder to end cap assemblies

Definitions

  • the invention relates to a working cylinder as can be used in particular in the field of pneumatics or hydraulics.
  • Known working cylinders have a cylinder tube extending between two cylinder covers, which is designed as a profile tube which, due to its profile, enables certain additional functions, for example the attachment of sensors in attachment grooves or the implementation of actuating fluid through integrated channels. Particularly in the case of an aluminum extruded profile, a very cost-effective integration of numerous additional functions is possible.
  • a working cylinder with a cylinder tube extending between two cylinder covers and with several tie rods arranged distributed along the outer circumference of the cylinder tube and braced with the two cylinder covers, at least one of which is formed by a profile part which is located in the
  • the circumferential direction of the cylinder tube extends a little along its outer circumference and the profiling provides means for performing at least one additional function (hereinafter referred to as "additional function means").
  • additional function means hereinafter referred to as "additional function means"
  • the working cylinder combines the precise manufacturing possibilities of conventional tie rod cylinders with the inexpensive integration possibility for additional functions of the working cylinders equipped with a profiled cylinder tube, so that one could speak of a hybrid cylinder.
  • the cylinder tube can have a geometry that is very easy to manufacture, in particular a cylindrical and preferably circular-cylindrical design, but at least one tie rod is not designed in the known manner as a tie rod, but rather as a specially profiled component (profile part) that extends a little along of the outer circumference of the cylinder tube and which is designed with regard to its profiling in such a way that additional functional means are formed which allow the exercise of at least one additional function.
  • Such an additional function can consist, for example, of fastening sensors, of cylinder accessories and / or of the cylinder itself, or of providing through channels for the passage of cables and / or hoses and / or one for the operation of the working cylinder provided actuating fluids.
  • a respective profile part is expediently chosen such that the cylinder tube is encompassed along part of its circumference.
  • a respective profile part can have such a circumferential extent that it extends over at least 45 ° and preferably over at least 90 ° of the outer circumference of the cylinder tube, a particularly expedient extension range being between 90 ° and 180 ° of the circumferential extent of the cylinder tube.
  • At least one and preferably all of the profile parts expediently have an inner surface adapted to the curvature of the outer contour of the cylinder tube on the inner side facing the cylinder tube, the adaptation being able in particular to be provided in such a way that the radius of curvature of the inner surface of the profile part is equal to or slightly larger than that Radius of curvature of the cylinder tube in the assigned area.
  • the profile part in question is at least slightly radial spaced 1 with respect to the outer surface of the cylinder tube is arranged.
  • the working cylinder has particularly compact dimensions if at least one and preferably each profile part is curved in the manner of a cross-section, the concave region facing the cylinder tube.
  • the length dimensions of the profile parts on the one hand and the cylinder tube on the other hand are preferably matched to one another in such a way that the profile part is arranged with an axial distance between the cylinder covers.
  • the bracing between the cylinder covers and the cylinder tube is therefore not hindered by the profile parts.
  • Fig. 2 shows a cross section through the working cylinder
  • Fig. 1 according to section line II-II in the region of the cylinder tube flanked by profile parts.
  • the working cylinder designated in its entirety with reference number 1, is operated in particular with compressed air as the actuating fluid and is mainly used as a pneumatic cylinder. Nevertheless, operation with a hydraulic actuating fluid would also be possible.
  • the working cylinder shown with shortened length dimensions in FIG. 1 has two spaced-apart, first and second cylinder covers 2a, 2b, between which a cylinder tube 3 extends.
  • the cylinder tube 3 has a relatively simple construction with a smooth outer surface and a cylindrical design. It is preferably a circular cylindrical cylinder tube 3.
  • the cylinder tube 3 expediently has the same wall thickness all around.
  • the cylinder tube 3 is in particular a metal tube.
  • the two cylinder covers 2a, 2b are essentially plate-like, but have on the cylinder tube 3 facing inside via an -axial projection 4, the radially oriented outer contour of which is adapted to the inner contour of the cylinder tube 3, so that the latter can be plugged onto the face of the respectively associated axial projection 4. In this way, precise centering takes place between the cylinder covers 2a, 2b and the cylinder tube 3 in the assembled state.
  • each axial projection 4 on the radially oriented circumferential surface has a circumferential groove equipped with a sealing ring 5 - in FIG. 1 this is only shown in connection with the first cylinder cover 2a shown on the left - the sealing ring 5 being the transition region between the cylinder tube 3 and seals the relevant cylinder cover 2a, 2b in a fluid-tight manner.
  • the interior 6 of the cylinder tube 3 contains a piston, not shown in the drawing, which is in sealing contact with the inner surface 7 of the cylinder tube 3 via a sealing arrangement.
  • the piston is axially movable relative to the cylinder tube 3, the movement being transmitted to a force output member 8 which is accessible outside the cylinder tube 3.
  • the force output member 8 is designed in the form of a piston rod which passes through the first cylinder cover 2a so as to be slidable and sealed and is coupled in motion in the interior 6 with the piston (not shown).
  • the section of the force which lies outside the first cylinder cover 2a dispensing member 8 can be connected to any object to be moved.
  • the piston divides the interior space 6 into two axially successive working spaces, with respect to which the supply and discharge of the actuating fluid used is possible.
  • the latter takes place via a first (12a) and a second (12b) fluid channel, each of which opens out at one end via one of the cylinder covers 2a, 2b to the associated work space and at the other end each leads to a connection opening (not shown in more detail), which is located on the cylinder tube 3 are located on the opposite outside of the second cylinder cover 2b.
  • Fluid lines for supplying and discharging the actuating fluid can be connected to the connection openings.
  • the piston can be caused to perform an axial linear movement, which can be tapped at the force output element 8.
  • the working cylinder 1 is equipped with several tie rods 13 which are arranged in the area of the outer circumference of the cylinder tube 3, one in the through Double arrow indicated circumferential direction 14 of the cylinder tube 3 distributed arrangement of the tie rods 13 is provided and the tie rods 13 each axially parallel extend to the cylinder tube 3 between the two cylinder covers 2a, 2b.
  • the tie rods 13 are each axially clamped with two cylinder covers 2a, 2b, which is done by means of clamping elements 15, which in the exemplary embodiment are designed in the form of clamping screws 15a.
  • the dimensions of the cylinder covers 2a, 2b measured transversely to the longitudinal axis 16 of the working cylinder 1 are at least partially larger than the outer diameter of the cylinder tube 3, so that the cylinder tube 3 is protruded radially by the cylinder covers 2a, 2b, the tie rods 13 between sections 17a, 417b the cylinder cover 2a, 2b are incorporated, which protrude beyond the cylinder tube 3 in the manner mentioned.
  • the cylinder covers 2a, 2b with the mentioned sections 17a, 17b protrude in front of the axially oriented end faces 18a, 18b of a respective tie rod 13.
  • each cylinder cover 2a, 2b is provided with a plurality of axial through holes 22 through which the
  • Clamping screws 15a are pushed through, whereby they can be supported with their screw heads 23 on the associated cylinder cover 2a, 2b.
  • the threaded shafts 24 are screwed into aligned fastening holes 25 of the associated tie rod 13, which are open towards the relevant end face 18a, 18b.
  • the threads in the fastening holes 25 are suitably grooved by the threaded shafts 24 themselves when screwing in.
  • the length dimensions of the tie rods 13 are matched to the length of the cylinder tube 3 such that with cylinder covers 2a, 2b firmly attached to the end face of the cylinder tube 3, there is a slight axial distance between the tie rods 13 and at least one of the cylinder covers 2a, 2b remains.
  • tie rods 13 are each formed by a profile part 26, which extends in the circumferential direction 14 of the cylinder tube 3 to a certain extent along the outer circumference of this cylinder tube 3, with at least one being exercised at the same time by the chosen type of profile Additional function means 27 are provided.
  • profile part 26 extends in the circumferential direction 14 of the cylinder tube 3 to a certain extent along the outer circumference of this cylinder tube 3, with at least one being exercised at the same time by the chosen type of profile Additional function means 27 are provided.
  • These integrated access Set function means 27 enable the tie rods 13 to be used for other functions in addition to their tie rod function.
  • the design of the tie rods 13 in the form of profile parts 26 opens up the advantage of a high degree of design freedom in the constructive implementation of the additional functional means. This is particularly the case when the profile parts 26, as in the exemplary embodiment, are designed as extruded parts, in particular consisting of aluminum material. With the corresponding implementation of the extrusion tool, profiles can be flexibly adapted to the respective application.
  • the design as extruded parts is generally preferable to a design as casting mold parts, which is also possible in principle, although very low-weight parts can be produced there with a plastic design.
  • the number of existing profile parts 26 taking over the tie rod function is in principle arbitrary, but expediently at least two such profile parts 26 are present, as is the case with the exemplary embodiment.
  • the circumferential extent of the profile parts 26 in the exemplary embodiment is in each case in the range between 90 ° and 180 ° of the circumferential extent of the cylinder tube 3. It is advantageous if the circumferential extent of a respective profile part 26 is chosen to be at least large enough that it extends over at least 45 ° and preferably extends over at least 90 ° of the outer circumference of the cylinder tube 3. Very compact dimensions of the working cylinder 1 can be realized if the profile parts 13 are curved in the manner of a cross section, the concave region facing the cylinder tube 3. This makes it possible to design the profile part 26 in which it follows the circumferential course of the cylinder tube 3 directly.
  • the profile parts 26 on the concave inner side facing the cylinder tube have an inner surface 28 which is adapted to the curvature of the outer contour of the cylinder tube 3.
  • the radius of curvature of these inner surfaces corresponds in the exemplary embodiment to that of the facing outer surface 32 of the Cylinder tube 3, but can also be slightly larger, especially when the profile part in question
  • profile parts 26 further shows that if a plurality of profile parts 26 are present, the profile parts arranged adjacent to one another in the circumferential direction can be arranged at a distance from one another.
  • the surface section of the outer surface 32 of the cylinder tube 3 covered by the profile parts 26 can be limited to those areas in which an additional function is to be provided.
  • the profile parts 26 expediently have overall greater thickness dimensions than the wall thickness of the cylinder tube 3. This allows the integration of additional functional means to a particular degree
  • additional functional means 27 are accordingly provided, which form a channel 33 which is closed on the circumference and which runs through one of the profile parts 26 in the longitudinal direction and opens out to both end faces 18a, 18b.
  • This channel 33 is part of the first fluid channel 12a, through which the actuating fluid can be conveyed from the second cylinder cover 2b arranged at the rear to the first cylinder cover 2a arranged at the front.
  • the other profile part 26 also has a comparable channel 33 ', which, however, is not used for fluid transmission in the exemplary embodiment.
  • those material areas of the profile parts 26 which are not required for additional functions can have one or more cavities 34 which are continuous in the longitudinal direction and which, for example, result in material savings.
  • the cavities 34 can also be used as channel-like additional functional means and serve, for example, to accommodate electrical cables and / or hoses which are to be laid in the longitudinal direction of the cylinder tube 3 and are used, for example, in connection with sensory measures.
  • the profile parts 26 also have additional functional means 27, which form fastening means 35.
  • These fastening means 35 can in particular be designed in the form of fastening grooves which can be used for fastening sensors and / or cylinder accessories and / or the working cylinder itself.
  • the desired fastening means 35 can be provided as required, with various types of fastening being readily implemented. cleaning agents 35 can be realized at the same time, which can later be used as required.

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Description

FEiSTO Αd Kr r.n , 737^4 BSRI ing^n
Arhei sτ:y1 ϊnrier
Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, wie er insbesondere auf dem Gebiet der Pneumatik oder Hydraulik einsetzbar ist .
Bekannte Arbeitszylinder verfügen über ein sich zwischen zwei Zylinderdeckeln erstreckendes Zylinderrohr, das als Profilrohr ausgebildet ist, welches auf Grund seiner Profilierung gewisse Zusatzfunktionen ermöglicht, beispielsweise die Befestigung von Sensoren in Befestigungsnuten oder die Durchführung von Betätigungsfluid durch integrierte Kanäle. Speziell bei einer Ausführung als Aluminium- Strangpressprofil ist eine sehr kostengünstige Integration zahlreicher Zusatzfunktionen möglich.
Gegenwärtig besteht jedoch das Problem, dass sich als stranggepresste Profilteile ausgebildete Zylinderrohre nur bis Kolbengrößen von maximal etwa 125 mm Durchmesser ohne größere Probleme herstellen lassen. Bei größeren Durchmessern können die Maßhaltigkeit und die gewünschte geringe Rauhigkeit der vom Zylinderrohr definierten Kolbenlauffläche nicht mehr ohne Weiteres in dem gewünschten Maße gewährleistet werden. Man greift daher bei Arbeitszylindern mit größeren Kolbendurchmessern auf so genannte Zugstangen-Zylinder zurück, bei denen das Zylinderrohr glattflächig kreiszylindrisch ausgebildet ist und die Zylinderdeckel durch über den Außenumfang des Zylinderrohres verteilte stangenartige Zuganker mit dem Zylinderrohr verspannt werden. Diese Bauweise ist allerdings mit höheren Herstellkosten verbunden und erfordert technisch aufwendigere Maßnahmen, um Zusatzfunktio- nen der erwähnten Art, wenn überhaupt, realisieren zu können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen insbesondere als Pneumatikzylinder ausgebildeten Arbeitszylinder zu schaffen, der auch bei großen Durchmessern eine kostengünstige Integration von Zusatzfunktionen bei hoher Fertigungspräzision gestattet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Arbeitszylinder, mit einem sich zwischen zwei Zylinderdeckeln erstreckenden Zylinderrohr und mit mehreren entlang des Außenumfanges des Zylinderrohres verteilt angeordneten und mit den beiden Zy- linderdeckeln verspannten Zugankern, von denen mindestens einer von einem Profilteil gebildet ist, das sich in der Umfangsrichtung des Zylinderrohres ein Stück weit entlang dessen Außenumfanges erstreckt und durch dessen Profilierung Mittel zur Ausübung mindestens einer Zusatzfunktion (nachfolgend "Zusatzfunktionsmittel" genannt) vorgegeben sind. Der Arbeits'zylinder vereinigt die präzisen Herstellungsmöglichkeiten konventioneller Zugstangen-Zylinder mit der kostengünstigen Integrationsmöglichkeit für Zusatzfunktionen der mit einem profilierten Zylinderrohr ausgestatteten Ar- beitszylinder, so dass man von einem Hybridzylinder sprechen könnte. Das Zylinderrohr kann über eine sehr einfach herzustellende Geometrie verfügen, insbesondere über eine zylindrische und vorzugsweise kreiszylindrische Gestaltung, wobei jedoch mindestens ein Zuganker nicht in der bekannten Weise als Zugstange ausgebildet ist, sondern als speziell profiliertes Bauteil (Profilteil) , das sich ein Stück weit entlang des Außenumfanges des Zylinderrohres erstreckt und das hinsichtlich seiner Profilierung so ausgebildet ist, dass Zusatzfunktionsmittel gebildet werden, die die Ausübung min- destens einer Zusatzfunktion gestatten. Eine solche Zusatz- funktion kann beispielsweise darin bestehen, die Befestigung von Sensoren, von ZylinderZubehör und/oder des Zylinders selbst zu gestatteten, oder in der Bereitstellung von Durchgangskanälen für die Durchführung von Kabeln und/oder Schläuchen und/oder eines für den Betrieb des Arbeitszylinders vorgesehenen Betätigungsfluides.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Je nach Bedarf besteht die Möglichkeit, nur einen, mehrere oder sämtliche der vorhandenen Zuganker als Profilteil der geschilderten Art auszuführen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Bauform erwiesen, bei der lediglich zwei Zuganker vorhanden sind, die beide von Profilteilen gebildet werden, welche eine sich bezüglich des Zylinderrohres diametral gegenüberliegende Position einnehmen.
Die Umfangserstreckung eines jeweiligen Profilteils ist zweckmäßigerweise so gewählt, dass das Zylinderrohr entlang eines Teils seines Umfanges umgriffen wird. Insbesondere kann ein jeweiliges Profilteil eine derartige Umfangserstre- ckung aufweisen, dass es sich über mindestens 45° und vorzugsweise über mindestens 90° des Außenumfanges des Zylinderrohres erstreckt, wobei ein besonders zweckmäßiger Erstreckungsbereich zwischen 90° und 180° der Umfangserstreckung des Zylinderrohres liegt.
Mindestens eines und vorzugsweise sämtliche Profilteile verfügen an der dem Zylinderrohr zugewandten Innenseite zweckmäßigerweise über eine an die Wölbung der Außenkontur des Zylinderrohres angepasste Innenfläche, wobei die Anpassung insbesondere derart vorgesehen sein kann, dass der Krümmungsradius der Innenfläche des Profilteils gleich wie oder geringfügig größer ausfällt als der Krümmungsradius des Zylinderrohres im zugeordneten Bereich.
Um die optimale Relativlage zwischen den Profilteilen und dem Zylinderrohr bei der Montage und beim späteren Betrieb nicht zu beeinträchtigen, kann es vorteilhaft sein, wenn das betreffende Profilteil radial zumindest geringfügig beabstandet1 mit Bezug zur Außenfläche des Zylinderrohres angeordnet ist.
Über besonders kompakte Abmessungen verfügt der Arbeitszy- linder, wenn mindestens ein und vorzugsweise jedes Profil- teil im Querschnitt gesehen bogenartig gekrümmt ausgebildet ist, wobei der konkave Bereich dem Zylinderrohr zugewandt ist .
Um ein optimales axiales Verspannen zwischen den Zylinderdeckeln und dem Zylinderrohr zu gewährleisten, sind die Längenabmessungen der Profilteile einerseits und des Zylinderrohres andererseits vorzugsweise so aufeinander abgestimmt, dass das Profilteil mit axialem Abstand zwischen den Zylin- derdeckeln angeordnet ist. Das Verspannen zwischen den Zylinderdeckeln und dem Zylinderrohr wird somit durch die Profilteile nicht behindert.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung mindestens ei- nes und insbesondere sämtlicher Profilteile als Strangpressteile aus Aluminiummaterial . Denkbar wäre allerdings auch eine Ausbildung als Gießformteil, hierbei insbesondere bestehend aus Kunststoffmaterial.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Arbeits- zylinders in perspektivischer Explosionsdarstellung und
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Arbeitszylinder aus
Fig. 1 gemäß Schnittlinie II-II im Bereich des von Profilteilen flankierten Zylinderrohres.
Der in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 versehene Ar- beitszylinder wird insbesondere mit Druckluft als Betätigungsfluid betrieben und findet seinen Einsatz vorwiegend als Pneumatikzylinder. Gleichwohl wäre auch ein Betrieb mit einem hydraulischen Betätigungsfluid möglich.
Der in Fig. 1 mit verkürzten Längenabmessungen gezeigte Arbeitszylinder verfügt über zwei mit Abstand zueinander angeordnete, erste und zweite Zylinderdeckel 2a, 2b, zwischen denen sich ein Zylinderrohr 3 erstreckt. Das Zylinderrohr 3 hat einen relativ einfachen Aufbau mit glatter Außenfläche und zylindrischer Gestaltung. Bevorzugt handelt es sich um ein kreiszylindrisches Zylinderrohr 3.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besitzt das Zylinderrohr 3 zweckmäßigerweise ringsum die gleiche Wandstärke. Es handelt sich bei dem Zylinderrohr 3 insbesondere um ein Metallrohr.
Die beiden Zylinderdeckel 2a, 2b sind im Wesentlichen plattenartig gestaltet, verfügen jedoch an der dem Zylinderrohr 3 zugewandten Innenseite über einen -axialen Vorsprung 4, dessen radial orientierte Außenkontur an die Innenkontur des Zylinderrohres 3 angepasst ist, so dass letzteres stirnseitig auf den jeweils zugeordneten axialen Vorsprung 4 auf- steckbar ist. Auf diese Weise erfolgt zwischen den Zylinderdeckeln 2a, 2b und dem Zylinderrohr 3 im zusammengebauten Zustand eine präzise Zentrierung.
Beim Ausführungsbeispiel verfügt jeder axiale Vorsprung 4 an der radial orientierten Umfangsflache über eine mit einem Dichtungsring 5 ausgestattete Umfangsnut - in Fig. 1 ist dies nur im Zusammenhang mit dem links abgebildeten ersten Zylinderdeckel 2a gezeigt -, wobei der Dichtungsring 5 den Übergangsbereich zwischen dem Zylinderrohr 3 und dem betref- fenden Zylinderdeckel 2a, 2b fluiddicht abdichtet.
Der Innenraum 6 des Zylinderrohres 3 enthält einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kolben, der über eine Dichtungsanordnung mit der Innenfläche 7 des Zylinderrohres 3 in Dichtkontakt steht. Der Kolben ist relativ zum Zylinderrohr 3 axial beweglich, wobei die Bewegung auf ein Kraftabgabeglied 8 übertragen wird, das außerhalb des Zylinderrohres 3 zugänglich ist. Beim Ausführungsbeispiel ist das Kraftabgabeglied 8 in Gestalt einer Kolbenstange ausgeführt, die den ersten Zylinderdeckel 2a unter Abdichtung gleitver- schieblich durchsetzt und in dem Innenraum 6 mit dem nicht dargestellten Kolben bewegungsgekoppelt ist . Der außerhalb des ersten Zylinderdeckels 2a liegende Abschnitt des Kraft- abgabegliedes 8 kann mit einem beliebigen zu bewegenden Gegenstand verbunden werden.
Der Kolben unterteilt den Innenraum 6 in zwei axial aufein- anderfolgende Arbeitsräume, bezüglich denen die Einspeisung und die Abfuhr des verwendeten Betätigungsfluides möglich ist. Letzteres geschieht über einen ersten (12a) und einen zweiten (12b) Fluidkanal, die jeweils einenends über einen der Zylinderdeckel 2a, 2b zum zugeordneten Arbeitsraum aus- münden und die andernends jeweils zu einer nicht näher dargestellten Anschlussöffnung führen, die sich an der dem Zylinderrohr 3 entgegengesetzten Außenseite des zweiten Zylinderdeckels 2b befinden. An die Anschlussöffnungen können Fluidleitungen zum Zuführen und Abführen des Betätigungsflu- ides angeschlossen werden.
Durch entsprechend gesteuerte Fluidbeaufschlagung kann der Kolben zu einer axialen Linearbewegung veranlasst werden, welche sich am Kraftabgabeglied 8 abgreifen lässt.
Um den festen axialen Zusammenhalt der aus den beiden Zylinderdeckeln 2a, 2b und dem Zylinderrohr 3 bestehenden Baugruppe zu gewährleisten, ist der Arbeitszylinder 1 mit mehreren Zugankern 13 ausgestattet, die im Bereich des Außenum- fanges des Zylinderrohres 3 angeordnet sind, wobei eine in der durch Doppelpfeil angedeuteten Umfangsrichtung 14 des Zylinderrohres 3 verteilte Anordnung der Zuganker 13 vorgesehen ist und sich die Zuganker 13 jeweils axial parallel zum Zylinderrohr 3 zwischen den beiden Zylinderdeckeln 2a, 2b erstrecken. Die Zuganker 13 sind jeweils mit beiden Zylinderdeckeln 2a, 2b axial verspannt, was mittels Spannelementen 15 geschieht, die beim Ausführungsbeispiel in Gestalt von Spannschrauben 15a ausgeführt sind.
Die quer zur Längsachse 16 des Arbeitszylinders 1 gemessenen Abmessungen der Zylinderdeckel 2a, 2b sind zumindest partiell größer als der Außendurchmesser des Zylinderrohres 3, so dass das Zylinderrohr 3 von den Zylinderdeckeln 2a, 2b radial überragt wird, wobei die Zuganker 13 zwischen Abschnitten 17a, 417b der Zylinderdeckel 2a, 2b eingegliedert sind, die in der erwähnten Weise über das Zylinderrohr 3 hinausragen. Auf diese Weise ragen die Zylinderdeckel 2a, 2b mit den erwähnten Abschnitten 17a, 17b vor die axial orientierten Stirnflächen 18a, 18b eines jeweiligen Zugankers 13.
Im Bereich der über das Zylinderrohr 3 hinausragenden Abschnitte 17a, 17b ist jeder Zylinderdeckel 2a, 2b mit mehre- ren axialen Durchgangslöchern 22 versehen, durch die die
Spannschrauben 15a hindurchgesteckt .sind, wobei sie sich mit ihren Schraubenköpfen 23 am zugehörigen Zylinderdeckel 2a, 2b abstützen können. Die Gewindeschäfte 24 sind in fluchtende Befestigungslöcher 25 des zugeordneten Zugankers 13 ein- geschraubt, die zur betreffenden Stirnfläche 18a, 18b hin offen sind. Die Gewinde in den Befestigungslöchern 25 werden von den Gewindeschäften 24 beim Einschrauben zweckmäßigerweise selbst eingefurcht. Die Längenabmessungen der Zuganker 13 sind beim Ausführungs- beispiel so auf die Länge des Zylinderrohres 3 abgestimmt, dass bei fest an der Stirnseite des Zylinderrohres 3 anlie- genden Zylinderdeckeln 2a, 2b ein geringfügiger axialer Abstand zwischen den Zugankern 13 und wenigstens einem der Zylinderdeckel 2a, 2b verbleibt. Auf diese Weise wird erreicht, dass durch das Verspannen der Zuganker 13 und der Zylinderdeckel 2a, 2b die letzteren fest gegen die Stirnflä- chen des Zylinderrohres 3 vorgespannt werden und dadurch das Zylinderrohr 3 fest zwischen den Zylinderdeckeln 2a, 2b eingespannt ist .
Da das Zylinderrohr 3 auf den zentrierend wirkenden axialen Vorsprüngen 4 sitzt, könnte alternativ auch eine Bauform gewählt werden, bei der im festgespannten Zustand die Zuganker 13 mit ihren Stirnflächen 18a, 18b fest gegen die Zylinderdeckel 2a, 2b vorgespannt sind und das Zylinderrohr 3 mit geringfügigem axialen Spiel zwischen den Zylinderdeckeln 2a, 2b gehalten ist.
Eine Besonderheit der Zuganker 13 besteht darin, dass sie jeweils von einem Profilteil 26 gebildet sind, das sich in der Umfangsrichtung 14 des Zylinderrohres 3 ein Stück weit entlang des Außenumfanges dieses Zylinderrohres 3 erstreckt, wobei durch die gewählte Art der Profilierung gleichzeitig zur Ausübung mindestens einer Zusatzfunktion vorgesehene Zu- satzfunktionsmittel 27 gebildet sind. Diese integrierten Zu- satzfunktionsmittel 27 ermöglichen es, die Zuganker 13 zusätzlich zu ihrer Zugankerfunktion auch noch für weitere Funktionen einzusetzen.
Die Ausführung der Zuganker 13 in Gestalt von Profilteilen 26 eröffnet in diesem Zusammenhang den Vorteil einer hohen Gestaltungsfreiheit bei der konstruktiven Realisierung der Zusatzfunktionsmittel. Dies insbesondere dann, wenn die Profilteile 26 wie beim Ausführungsbeispiel als insbesondere aus Aluminiummaterial bestehende Strangpressteile ausgebildet sind. Durch entsprechende Realisierung des Extrusions- werkzeuges können sehr flexibel an den jeweiligen Einsatz- fall angepasste Profilierungen .realisiert werden.
Die Ausführung als Strangpressteile ist in der Regel einer prinzipiell ebenfalls möglichen Ausführung als Gießformteile vorzuziehen, wenngleich dort bei einer Kunststoffausführung sehr gewichtssparende Teile hergestellt werden können.
Die Anzahl der vorhandenen, Zugankerfunktion übernehmenden Profilteile 26 ist prinzipiell beliebig, wobei jedoch zweckmäßigerweise mindestens zwei derartige Profilteile 26 vorhanden sind, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Eine alternative Bauform, bei der die Zuganker 13 nur teil- weise als Profilteile ausgebildet und teilweise in konventioneller Form in Gestalt stabartiger Zuganker ausgeführt sind, ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Insbesondere aus Symmetriegründen sind die beiden Profiltei- le 26 des Ausführungsbeispiels an einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Zylinderrohres 3 platziert, und' es ist jeweils eine Umfangserstreckung in der Umfangsrichtung 14 gewählt, die zur Folge hat, dass das Zylinderrohr 3 jeweils entlang eines Teils seines Umfanges vom betreffenden Profilteil 26 umgriffen ist. Die Umfangserstreckung der Profilteile 26 liegt beim Ausführungsbeispiel jeweils im Be- reich zwischen 90° und 180° der Umfangserstreckung des Zylinderrohres 3. Von Vorteil ist es, wenn die Umfangserstreckung eines jeweiligen Profilteils 26 zumindest so groß gewählt ist, dass es sich über mindestens 45° und vorzugsweise über mindestens 90° des Außenumfanges des Zylinderrohres 3 erstreckt. Sehr kompakte Abmessungen des Arbeitszylinders 1 können realisiert werden, wenn die Profilteile 13 im Querschnitt gesehen bogenartig gekrümmt ausgebildet sind, wobei der konkave Bereich dem Zylinderrohr 3 zugewandt ist. Es ist dadurch eine Gestaltung des Profilteils 26 möglich, bei der dieses dem Umfangsverlauf des Zylinderrohres 3 unmittelbar folgt.
Begünstigt wird dies beim Ausführungsbeispiel noch dadurch, dass die Profilteile 26 an der dem Zylinderrohr zugewandten konkaven Innenseite eine an die Wölbung der Außenkontur des Zylinderrohres 3 angepasste Innenfläche 28 besitzen. Der Krümmungsradius dieser Innenflächen entspricht beim Ausführungsbeispiel demjenigen der zugewandten Außenfläche 32 des Zylinderrohres 3, kann aber auch geringfügig größer sein, und zwar insbesondere dann, wenn das betreffende Profilteil
26 radial zumindest geringfügig beabstandet zu der Außenfläche 32 des Zylinderrohres 3 angeordnet ist.
Aus Fig. 2 geht des Weiteren hervor, dass bei Vorhandensein mehrerer Profilteile 26 die in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneten Profilteile mit Abstand zueinander angeordnet sein können. Der von den Profilteilen 26 über- deckte Flächenabschnitt der Außenfläche 32 des Zylinderrohres 3 kann sich auf diejenigen Bereiche beschränken, in denen eine Zusatzfunktion zur Verfügung gestellt werden soll.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, verfügen die Profilteile 26 zweckmäßigerweise insgesamt über größere Dickenabmessungen als die Wandstärke des Zylinderrohres 3. Dies gestattet in besonderem Maße die Integration von Zusatzfunktionsmitteln
27 im Innern eines jeweiligen Profilteils 26.
Beim Ausführungsbeispiel sind dementsprechend Zusatzfunktionsmittel 27 vorgesehen, die einen umfangsseitig geschlossenen Kanal 33 bilden, welcher eines der Profilteile 26 in der Längsrichtung durchzieht und zu beiden Stirnflächen 18a, 18b ausmündet. Dieser Kanal 33 ist Bestandteil des ersten Fluid- kanals 12a, durch den hindurch das Betätigungsfluid vom rückwärtig angeordneten zweiten Zylinderdeckel 2b zum vorne angeordneten ersten Zylinderdeckel 2a gefördert werden kann. Einen vergleichbaren Kanal 33' besitzt auch das andere Profilteil 26, der jedoch beim Ausführungsbeispiel nicht zur Fluidübertragung verwendet wird.
Wie aus Fig. 2 ferner hervorgeht, können solche Materialbereiche der Profilteile 26, die nicht für Zusatzfunktionen benötigt werden, über einen oder mehrere in Längsrichtung durchgehende Hohlräume 34 verfügen, die beispielsweise eine Materialeinsparung bewirken.
Ansonsten können die Hohlräume 34 auch als kanalartige Zusatzfunktionsmittel eingesetzt werden und beispielsweise zur Aufnahme von elektrischen Kabeln und/oder von Schläuchen dienen, die in der Längsrichtung des Zylinderrohres 3 zu verlegen sind und beispielsweise im Zusammenhang mit sensorischen Maßnahmen eingesetzt werden.
Beim Ausführungsbeispiel verfügen die Profilteile 26 des Weiteren über Zusatzfunktionsmittel 27, die Befestigungsmittel 35 bilden. Diese Befestigungsmittel 35 können insbesondere in Gestalt von Befestigungsnuten ausgeführt sein, die für die Befestigung von Sensoren und/oder von Zylinderzubehör und/oder des Arbeitszylinders selbst einsetzbar sind.
Auf Grund der einfachen Herstellung der Profilteile 26 lassen sich die gewünschten Befestigungsmittel 35 nach Bedarf vorsehen, wobei ohne Weiteres verschiedene Arten von Befes- tigungsmitteln 35 gleichzeitig realisiert werden können, die später nach Bedarf verwendbar sind.

Claims

FKSTO AG Kr CD , 73734 Fissl i ngenArbeits yl inneAnsprüche
1. Arbeitszylinder, mit einem sich zwischen zwei Zylinderdeckeln (2a, 2b) erstreckenden Zylinderrohr (3) und mit mehreren entlang des Außenumfanges des Zylinderrohres (3) verteilt angeordneten und mit den beiden Zylinderdeckeln (2a, 2b) verspannten Zugankern (13) , von denen mindestens einer von einem Profilteil (26) gebildet ist, das sich in der Umfangsrichtung (14) des Zylinderrohres (3) ein Stück weit entlang dessen Außenumfanges erstreckt und durch dessen Profilierung Mittel zur Ausübung mindestens einer Zusatzfunktion (nachfolgend "Zusatzfunktionsmittel" genannt) vorgegeben sind.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zuganker (13) von einem Profilteil (26) gebildet ist.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Profilteile (26) .
4. Arbeit'szylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangserstreckung mindestens eines Pro.filteils (26) so gewählt is't, dass es das Zylinderrohr (3) entlang eines Teils seines Umfanges umgreift.
5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mehrere Profilteile (26) , wobei in Umfangsrichtung des Zylinderrohres (3) benachbarte Profilteile (26) mit Abstand zueinander angeordnet sind.
6. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) an der dem Zylinderrohr (3) zugewandten Innenseite eine an die Wölbung der Außenkontur des Zylinderrohres (3) angepasste Innenfläche (28) besitzt.
7. Arbeitszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Krümmungsradius der Innenfläche des Profil- teils (26) gleich oder geringfügig größer ist als der Krü - mungsradius des Zylinderrohres (3) im Bereich des Profilteils (26) .
8. Arbeitszylinder nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) radial zumin- dest geringfügig beabstandet zur Außenfläche (32) des Zylinderrohres (3) angeordnet ist.
9. Arbeit'szylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) im Querschnitt gesehen bogenartig gekrümmt ausgebildet ist, wobei der konkave Bereich dem Zylinderrohr . (3) zugewandt ist.
10. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenabmessungen des mindestens einen Profilteils (26) einerseits und des Zylinderrohres (3) andererseits so aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen dem Profilteil (26) und mindestens einem Zylinderdeckel (2a, 2b) ein axialer Abstand vorliegt.
11. . Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) als Strangpressteil ausgebildet ist.
12. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) als Gießformteil ausgebildet ist.
13. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) aus Aluminiummaterial oder aus Kunststoffmaterial besteht.
14. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) eine derartige Umfangserstreckung aufweist, dass es sich ü- ber mindestens 45° und vorzugsweise über mindestens 90° des Außenumfanges des Zylinderrohres (3) erstreckt.
15. Arbeitszylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich- net, dass die Umfangserstreckung des- Profilteils (26) im Bereich zwischen 90° und 180° der Umfangserstreckung des Zylinderrohres (3) beträgt.
16. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da- durch gekennzeichnet, dass mindestens ein Profilteil (26) über einen oder mehrere in Längsrichtung durchgehende Hohlräume (34) verfügt.
17. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da- durch gekennzeichnet, dass die Zusatzfunktionsmittel (27)
Befestigungsmittel (35) bilden, die beispielsweise in Gestalt einer oder mehrerer Befestigungsnuten ausgeführt sind und die insbesondere zur Befestigung von Sensoren und/oder von Zylinderzubehör und/oder des Arbeitszylinders (1) selbst vorgesehen sind.
18. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusat'zfunktionsmittel (27) umfangsseitig geschlossene Kanäle (33, 33', 34) zur Hin- durchführung von Fluid und/oder von Kabeln und/oder von Schläuchen bilden.
19. Arbeit'szylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderrohr (3) zylindrisch und vorzugsweise kreiszylindrisch gestaltet ist.
20. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch zu den Stirnflächen (18a, 18b) des mindestens einen Profilteils (26) hin offene Befestigungslöcher (25) , in die am zugeordneten Zylinderdeckel (2a, 2b) angreifende Spannschrauben (15a) eingeschraubt sind.
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