EP4092275A1 - Cylinder, use of a cylinder - Google Patents

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EP4092275A1
EP4092275A1 EP22172405.7A EP22172405A EP4092275A1 EP 4092275 A1 EP4092275 A1 EP 4092275A1 EP 22172405 A EP22172405 A EP 22172405A EP 4092275 A1 EP4092275 A1 EP 4092275A1
Authority
EP
European Patent Office
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unit
cylinder
piston
position detection
actuating
Prior art date
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Pending
Application number
EP22172405.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Muhammed Kurtlucan
Max Triller
Damir Buhac
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.)
HANS E WINKELMANN GmbH
Original Assignee
HANS E WINKELMANN GmbH
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • F15B15/2807—Position switches, i.e. means for sensing of discrete positions only, e.g. limit switches
    • 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
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    • 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
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1433—End caps

Definitions

  • the invention relates to a pneumatic or hydraulic cylinder according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to the use of a cylinder according to claim 12.
  • the energy supply unit is designed as a battery and/or as a piezo element.
  • a battery is easy to replace and requires relatively little installation space.
  • a piezo element uses the energy from the piston movement and is therefore maintenance-free because, unlike a battery, it does not have to be replaced.
  • the self-sufficient design of the position detection unit makes it independent of an external power supply. The system is correspondingly robust.
  • the triggering unit is designed, for example, as an elevation or contact surface in the end regions of the piston.
  • the position detection units are provided at an axial distance, so that two different actual axial positions are measured.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinder 1, aufweisend- ein Zylindergehäuse 10 und einen Kolben 20, wobei der Kolben 20 in dem Zylindergehäuse 10 zwischen einer eingefahrenen Position P1 und einer ausgefahrenen Position P2 entlang einer Kolbenachse 30 bewegbar gelagert ist,- wobei zumindest eine Positionserkennungseinheit 40 vorgesehen ist, mittels der die Ist-Position des Kolbens 20 in Bezug auf die Kolbenachse 30 ermittelbar ist,wobei- die zumindest eine Positionserkennungseinheit 40 eine Sendeeinheit 41 zur Erzeugung eines Signals zur kabellosen Übermittlung der Ist-Position an eine Steuereinheit 100 aufweist und/oder die zumindest eine Positionserkennungseinheit 40 eine interne Energiegebereinheit 42 zur Energieversorgung der Positionserkennungseinheit 40 aufweist.The invention relates to a cylinder 1, comprising- a cylinder housing 10 and a piston 20, the piston 20 being mounted in the cylinder housing 10 so that it can move between a retracted position P1 and an extended position P2 along a piston axis 30,- at least one position detection unit 40 being provided by means of which the actual position of the piston 20 in relation to the piston axis 30 can be determined, wherein the at least one position detection unit 40 has a transmitter unit 41 for generating a signal for wireless transmission of the actual position to a control unit 100 and/or the at least one position recognition unit 40 has an internal energy supply unit 42 for supplying energy to the position recognition unit 40 .

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft zudem die Verwendung eines Zylinders gemäß Anspruch 12.The invention relates to a pneumatic or hydraulic cylinder according to the preamble of claim 1. The invention also relates to the use of a cylinder according to claim 12.

Pneumatische oder hydraulische Zylinder kommen vielfältig zum Einsatz, beispielsweise in der Förder- Antriebs- oder Handhabungstechnik oder allgemein in der Automatisierungstechnik. Dabei ist in der Regel eine Positionserkennung erforderlich, um zumindest feststellen zu können, ob sich der Kolben des Zylinders in der eingefahrenen Position oder der ausgefahrenen Position befindet. Diese Position des Kolbens wird dann an eine übergeordnete Steuereinheit übermittelt.Pneumatic or hydraulic cylinders are used in a variety of ways, for example in conveyor, drive or handling technology or in automation technology in general. As a rule, a position detection is required in order to at least be able to determine whether the piston of the cylinder is in the retracted position or in the extended position. This position of the piston is then transmitted to a higher-level control unit.

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Zylindern werden zur Positionserkennung des Kolbens Näherungsschalter bzw. Sensoren eingesetzt, die beispielsweise an einem Mantelelement des Zylindergehäuses befestigt werden. Diese Positionserkennungseinheiten werden über Kabel, die mit externen Energiegebereinheiten bzw. Energiequellen verbunden sind, mit Strom versorgt. Das Signal zur Übermittlung der Ist-Position des Kolbens wird ebenso über ein Kabel an eine Steuereinheit übermittelt.In the case of cylinders known from the prior art, proximity switches or sensors are used to detect the position of the piston, which are fastened, for example, to a casing element of the cylinder housing. These position detection units are powered via cables that are connected to external energy transmitter units or energy sources provided. The signal for transmitting the actual position of the piston is also transmitted to a control unit via a cable.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Zylinder bereit zu stellen, bei dem die Positionserkennung mit geringem Aufwand realisierbar ist.It is the object of the invention to provide a cylinder in which the position can be detected with little effort.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.Main features of the invention are set out in the characterizing part of claim 1. Configurations are the subject of claims 2 to 11.

Die Aufgabe wird bei einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder, der ein Zylindergehäuse und einen Kolben aufweist, wobei der Kolben in dem Zylindergehäuse zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position entlang einer Kolbenachse bewegbar gelagert ist, und wobei zumindest eine Positionserkennungseinheit vorgesehen ist, mittels der eine Ist-Position des Kolbens in Bezug auf die Kolbenachse ermittelbar ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die zumindest eine Positionserkennungseinheit eine Sendeeinheit zur Erzeugung eines Signals zur kabellosen Übermittlung der Ist-Position an eine Steuereinheit und/oder eine interne Energiegebereinheit zur Energieversorgung der Positionserkennungseinheit aufweist. Durch den Verzicht auf eine externe Verkabelung der Positionserkennungseinheit ist eine flexible Positionierung mit einem geringem Montageaufwand möglich.The task is performed with a hydraulic or pneumatic cylinder that has a cylinder housing and a piston, the piston being movably mounted in the cylinder housing between a retracted position and an extended position along a piston axis, and at least one position detection unit being provided, by means of which one actual position of the piston in relation to the piston axis can be determined, according to the invention in that the at least one position detection unit has a transmission unit for generating a signal for wireless transmission of the actual position to a control unit and/or an internal energy supply unit for supplying energy to the position detection unit. By doing without external cabling of the position detection unit, flexible positioning with little installation effort is possible.

Die Kolbenachse ist eine Mittelachse des Kolbens, entlang der sich der Kolben hin- und herbewegt. Mittels der Positionserkennungseinheit ist die axiale Ist-Position des Kolbens, also insbesondere das Erreichen der eingefahrenen oder ausgefahrenen Position, ermittelbar. Die Energiegebereinheit versorgt die Positionserkennungseinheit und die Sendeeinheit teilweise oder vollständig mit elektrischer Energie. Die Sendeeinheit übermittelt das Signal kabellos an eine übergeordnete Steuereinheit.The piston axis is a central axis of the piston along which the piston reciprocates. The axial actual position of the piston, ie in particular when the retracted or extended position has been reached, can be determined by means of the position detection unit. The energy supply unit supplies the position detection unit and the transmission unit with electrical energy partially or completely. The transmitter transmits the signal wirelessly to a higher-level control unit.

Die Energiegebereinheit ist mit der Positionserkennungseinheit und deren Sendeeinheit als Einheit zusammengefasst. Die Positionserkennungseinheit kann dadurch autark ohne zusätzliche Verkabelung eingesetzt werden.The energy transmitter unit is combined with the position detection unit and its transmission unit as a unit. The position detection unit can thus be used independently without additional wiring.

Vorzugsweise wandelt die Energiegebereinheit eine Bewegungsenergie des Kolbens in elektrische Energie zur Versorgung der Positionserkennungseinheit um. Denkbar ist auch die Nutzung anderer autarker Energiequellen, wie beispielsweise von Lichtenergie oder Temperatur.The energy transmitter unit preferably converts kinetic energy of the piston into electrical energy to supply the position detection unit. It is also conceivable to use other self-sufficient energy sources, such as light energy or temperature.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Energiegebereinheit zusammen mit der Sendeeinheit als batterieloses Funksensor-Modul ausgebildet, das insbesondere auf Basis der EcOcean Technologie arbeitet. Bei dieser Technologie wird beispielsweise aus einer Bewegung eine ausreichende elektrische Energie gewonnen, die zur Übertragung eines Funksignals ausreicht. Dabei können bekannte Funkstandards zum Einsatz kommen, beispielsweise Zigbee oder Bluetooth.In an advantageous embodiment, the energy supply unit is designed together with the transmission unit as a battery-free radio sensor module that works in particular on the basis of EcOcean technology. With this technology, for example, a movement becomes a sufficient one electrical energy generated that is sufficient to transmit a radio signal. Well-known radio standards can be used, for example Zigbee or Bluetooth.

In einer alternativen Ausgestaltung ist die Energiegebereinheit als Batterie und/oder als Piezoelement ausgebildet. Eine Batterie ist leicht auszutauschen und benötig relativ wenig Bauraum. Ein Piezoelement nutzt die Energie aus der Kolbenbewegung und ist entsprechend wartungsfrei, da sie im Gegensatz zur Batterie nicht getauscht werden muss. In jedem Fall ist durch die autarke Ausbildung der Positionserkennungseinheit diese unabhängig von einer externen Stromversorgung. Das System ist entsprechend robust.In an alternative embodiment, the energy supply unit is designed as a battery and/or as a piezo element. A battery is easy to replace and requires relatively little installation space. A piezo element uses the energy from the piston movement and is therefore maintenance-free because, unlike a battery, it does not have to be replaced. In any case, the self-sufficient design of the position detection unit makes it independent of an external power supply. The system is correspondingly robust.

Vorzugsweise umfasst die Positionserkennungseinheit eine Betätigungseinheit, durch deren Betätigung das Signal erzeugbar ist, wobei die Betätigungseinheit isbesondere mechanisch und/oder magnetisch zwischen einer Ruhelage und einer Sendelage schaltbar ist. Die beim Schalten wirkende mechanische Energie kann dann durch die Energiegebereinheit in elektrische Energie zur Versorgung der Positionserkennungseinheit mit der Sendeeinheit gewandelt werden. Die Betätigungseinheit ist aus einer Sendelage in eine Ruhelage oder aus einer Ruhelage in eine Sendelage bringbar, wobei die Betätigungseinheit vorzugsweise durch den Kolben direkt oder indirekt geschaltet wird. Damit ist die Signalerzeugung wenig anfällig für Fehler und arbeitet zuverlässig.Preferably, the position detection unit comprises an actuation unit, by actuation of which the signal can be generated, wherein the actuation unit can be switched, in particular mechanically and/or magnetically, between a rest position and a transmission position. The mechanical energy acting during switching can then be converted by the energy transmitter unit into electrical energy for supplying the position detection unit with the transmitter unit. The actuation unit can be brought from a transmission position into a rest position or from a rest position into a transmission position, the actuation unit preferably being switched directly or indirectly by the piston. The signal generation is thus less susceptible to errors and works reliably.

Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Betätigungseinheit einen Betätigungsschalter, der insbesondere als ein Betätigungstaster ausgebildet ist, umfasst. Durch eine Betätigung des Betätigungsschalters, insbesondere des Betätigungstasters, ist das Signal erzeugbar. Dabei wird die Betätigungseinheit aus der Ruhelage in die Sendelage oder aus der Sendelage in die Ruhelage gebracht.It can also be advantageous if the actuation unit comprises an actuation switch, which is designed in particular as an actuation button. The signal can be generated by actuating the actuating switch, in particular the actuating button. In this case, the actuating unit is brought from the rest position into the transmission position or from the transmission position into the rest position.

Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn die Betätigungseinheit einen Betätigungsstift und/oder einen Betätigungsmagneten umfasst. Die Betätigungseinheit ist durch eine Bewegung des Betätigungsstifts und/oder den Betätigungsmagneten in die Sendelage und/oder die Ruhelage bringbar. Die Bewegung des Kolbens ist ursächlich für die Bewegung des Betätigungsstifts und/oder den Betätigungsmagneten. Durch die Bewegung des Betätigungsstifts und/oder des Betätigungsmagneten ist der Betätigungsschalter, insbesondere der Betätigungstaster betätigbar. Dabei liegen in einer bevorzugten Ausgestaltung der Betätigungsstift und/oder der Betätigungsmagnet an dem Betätigungsschalter, insbesondere dem Betätigungstaster an.Furthermore, it can be advantageous if the actuation unit comprises an actuation pin and/or an actuation magnet. The actuating unit can be brought into the transmission position and/or the rest position by moving the actuating pin and/or the actuating magnet. The movement of the piston causes the movement of the actuating pin and/or the actuating magnet. The actuating switch, in particular the actuating button, can be actuated by the movement of the actuating pin and/or the actuating magnet. In a preferred embodiment, the actuating pin and/or the actuating magnet lie against the actuating switch, in particular the actuating button.

Der Betätigungsstift ist vorzugsweise in dem Zylindergehäuse bewegbar gelagert. Beispielsweise mit Erreichen der eingefahrenen Position oder der ausgefahrenen Position erfolgt eine Betätigungseinheit durch Kontakt des Kolbens mit dem Betätigungsstift, der dadurch bewegt wird. Der Stift ermöglicht auf zielführende Weise eine mechanische Signalerzeugung.The actuating pin is preferably movably mounted in the cylinder housing. For example, when the retracted position or the extended position is reached, an actuation unit takes place by contact of the piston with the actuating pin, which is thereby moved. The pen enables mechanical signal generation in a targeted manner.

Der Magnet funktioniert berührungslos, also ohne dass ein Kontakt mit den Kolben erfolgt. Damit ist im Unterschied zur Verwendung eines Betätigungsstiftes keine Öffnung im Zylinder notwendig, die entsprechend abgedichtet werden müsste. Auch ist eine Erfassug von Zwischenpositionen des Kolbens über einen Betätigungsmagneten mit geringerem Aufwand realisierbar.The magnet works without contact, i.e. without contact with the pistons. In contrast to using an actuating pin, there is no need for an opening in the cylinder that would have to be sealed accordingly. A detection of intermediate positions of the piston via an actuating magnet can also be implemented with less effort.

Bevorzugterweise weist die Positionserkennungseinheit eine Rückstelleinheit zur Rückstellung der Betätigungseinheit in die Ruhelage oder die Sendelage auf. Die Rückstelleinheit ist beispielsweise als Feder ausgebildet. Der Aufbau ist dadurch recht einfach. Dabei kann durch die Zurückstellung gegebenenfalls ein weiteres Signal erzeugt werden.The position detection unit preferably has a resetting unit for resetting the actuating unit into the rest position or the transmission position. The restoring unit is designed as a spring, for example. The structure is therefore quite simple. If necessary, another signal can be generated by the deferral.

Vorteilhafterweise ist eine Auslöseeinheit zur Betätigung der Betätigungseinheit vorgesehen. Mittels der Auslöseeinheit ist die Betätigungseinheit aus einer Ruhelage in eine Sendelage oder aus einer Sendelage in eine Ruhelage bringbar. Die Auslöseeinheit ist insbesondere fest mit dem Kolben verbunden und bewegt sich dementsprechend mit dem Kolben mit.A triggering unit for actuating the actuating unit is advantageously provided. The actuating unit can be brought from a rest position into a transmission position or from a transmission position into a rest position by means of the triggering unit. The triggering unit is in particular firmly connected to the piston and accordingly moves with the piston.

Bei einer Betätigungseinheit mit Betätigungsstift ist die Auslöseeinheit beispielsweise als Erhebung oder Kontaktfläche in Stirnbereichen des Kolbens ausgebildet.In the case of an actuation unit with an actuation pin, the triggering unit is designed, for example, as an elevation or contact surface in the end regions of the piston.

Bei einer Betätigungseinheit mit Betätigungsmagnet kann es vorteilhaft sein, wenn die Auslöseeinheit zumindest als ein Auslösemagnet oder als magnetisierbares Element ausgebildet ist. Der zumindest eine Auslösemagnet ist an dem Kolben vorgesehen. Der Kolben umfasst einen Kolbenkopf und eine Kolbenstange und der Auslösemagnet ist an dem Kolbenkopf vorgesehen. Der Kolbenkopf weist einen Boden und eine Mantelfläche auf, wobei der Auslösemagnet an dem Boden und/oder der Mantelfläche vorgesehen ist. Der Magnet arbeitet als Auslöseeinheit zuverlässig und benötigt keine Stromanbindung.In the case of an actuation unit with an actuation magnet, it can be advantageous if the release unit is designed at least as a release magnet or as a magnetizable element. The at least one trigger magnet is provided on the piston. The plunger includes a plunger head and a plunger rod, and the trigger magnet is provided on the plunger head. The piston head has a base and a lateral surface, with the tripping magnet being provided on the base and/or the lateral surface. The magnet works reliably as a trigger unit and does not require a power connection.

Der Auslösemagnet ist beispielsweise ein Magnetstreifen. Der Magnetsteifen kann gerade, kreisförmig oder kreissegmentförmig ausgebildet ein. Bei einer vorteilfaften Ausgestaltung verläuft der Magnetstreifen in Umfangsrichtung um die Kolbenachse. Aufgrund der Anziehung und/oder der Abstoßung zwischen dem Betätigungsmagneten und dem Auslösemagneten ist die Betätigungseinheit in die Sendelage und/oder die Ruhelage bringbar.The trigger magnet is a magnetic strip, for example. The magnetic strip can be straight, circular or in the shape of a segment of a circle. In an advantageous embodiment, the magnetic strip runs in the circumferential direction around the piston axis. Due to the attraction and/or repulsion between the actuating magnet and the triggering magnet, the actuating unit can be brought into the transmission position and/or the rest position.

Ebenso ist es ein Vorteil, wenn zumindest zwei Positionserkennungseinheiten vorgesehen sind. Die Positionserkennungseinheiten sind axial beabstandet vorgesehen, so dass zwei unterschiedliche axiale Ist-Positionen gemessen werden. Beispielsweise sind genau zwei Positionserkennungseinheiten vorgesehen, wobei an jedem Ende des Zylinders jeweils eine Positionierheit angeordnet ist. Damit sind die eingefahrene Position und die ausgefahrene Position, also die beiden Endlagen, sicher detektierbar.It is also an advantage if at least two position detection units are provided. The position detection units are provided at an axial distance, so that two different actual axial positions are measured. For example, there are exactly two position detection units provided, with one positioning unit being arranged at each end of the cylinder. The retracted position and the extended position, i.e. the two end positions, can thus be reliably detected.

Es kann ein Vorteil sein, wenn das Zylindergehäuse ein Deckelelement, ein Bodenelement und ein Mantelelement aufweist. Das Deckelelement umfasst insbesondere ein Lager für den Kolben, insbesondere für eine Kolbenstange. Das Bodenelement ist in einer Richtung axial zur Kolbenachse gegenüber dem Deckelelement angeordnet ist. Das Deckelelement und das Bodenelement verschließen dabei Stirnseiten des zylindrischen Mantelelements, das dementsprechend zwischen dem Deckelelement und dem Bodenelement angeordnet ist. Die zumindest eine Positionserkennungseinheit ist dann im oder am Bodenelement und/oder Deckelelement und/oder Mantelelement angeordnet.It can be an advantage if the cylinder housing has a cover element, a base element and a jacket element. In particular, the cover element comprises a bearing for the piston, in particular for a piston rod. The base element is arranged opposite the cover element in a direction axial to the piston axis. The cover element and the base element close end faces of the cylindrical casing element, which is accordingly arranged between the cover element and the base element. The at least one position detection unit is then arranged in or on the base element and/or cover element and/or casing element.

Vorzugsweise ist eine Positionserkennungseinheit im Deckelelement und/oder eine Positionserkennungseinheit im Bodenelement angeordnet. Zwei Positionserkennungseinheiten sind im oder am Mantelelement angeordnet. Die zwei Positionserkennungseinheiten sind axial übereinander angeordnet. Durch die entsprechende Anordnung wird die Genauigkeit der Positionserfassung verbessert.A position detection unit is preferably arranged in the cover element and/or a position detection unit in the base element. Two position detection units are arranged in or on the casing element. The two position detection units are arranged axially one above the other. The accuracy of the position detection is improved by the appropriate arrangement.

In einer bevorzugten Weiterbildung kann das Zylindergehäuse zumindest einen Hohlraum aufweisen, wobei die zumindest eine Positionserkennungseinheit zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des zumindest einen Hohlraums vorgesehen ist. Für jede Positionserkennungseinheit ist vorzugsweise ein separater Hohlraum in dem Zylindergehäuse vorgesehen. Durch die Anordnung in einem Hohlraum ist die Positionserkennungseinheit vor Schmutz oder Beschädigung geschützt.In a preferred development, the cylinder housing can have at least one cavity, the at least one position detection unit being provided at least partially or completely within the at least one cavity. A separate cavity is preferably provided in the cylinder housing for each position detection unit. Due to the arrangement in a cavity, the position detection unit is protected from dirt or damage.

Die oben genannte Aufgabe wird auch durch die Verwendung eines Zylinders wie beschrieben gelöst, wobei zur Ermittlung der Ist-Position eines Zylinders die Positionserkennungseinheit zur Anwendung kommt. Bei entsprechender Verwendung profitiert ein Benutzer von den genannten Vorteilen.The above-mentioned object is also achieved by using a cylinder as described, with the position detection unit being used to determine the actual position of a cylinder. With appropriate use, a user benefits from the advantages mentioned.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1
einen Zylinder mit Betätigungsstift und Positionserkennungseinheiten in Deckel- und Bodenelement;
Fig. 2
einen Zylinder mit Betätigungsmagnet und Positionserkennungseinheiten in Deckel- und Bodenelement;
Fig. 3
einen Zylinder mit Betätigungsmagnet und Positionserkennungseinheiten in Mantelelement;
Fig.4a
einen Zylinder mit ausgefahrenem Kolben;
Fig.4b
einen Zylinder mit eingefahrenem Kolben.
Further features, details and advantages of the invention result from the wording of the claims and from the following description of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
1
a cylinder with an actuating pin and position detection units in the cover and base element;
2
a cylinder with an actuating magnet and position detection units in the cover and base element;
3
a cylinder with an actuating magnet and position detection units in the casing element;
Figure 4a
a cylinder with the piston extended;
Fig.4b
a cylinder with a retracted piston.

Gemäß Fig. 1 weist ein Zylinder 1 ein Zylindergehäuse 10 mit einem Deckelelement 11, einem Mantelelement 14 und einem Bodenelement 13 auf. Das Deckelelement 11 weist ein Lager 12 für einen Kolben 20 mit einer Kolbenachse 30 auf, die sich entlang einer Mittelachse des Kolbens 20 erstreckt. Das Bodenelement 13 ist in einer Richtung axial zur Kolbenachse 30 gegenüber dem Deckelelement 11 angeordnet. Das Mantelelement 14 ist zwischen dem Deckelelement 11 und dem Bodenelement 13 angeordnet. Der Kolben 20 weist eine Kolbenstange 23 und einen Kolbenkopf 22 auf. Die Kolbenstange 23 ist in dem Lager 12 bewegbar gelagert. Der Kolbenkopf 22 ist in dem Mantelelement 14 bewegbar gelagert.According to 1 For example, a cylinder 1 has a cylinder housing 10 with a cover element 11, a jacket element 14 and a base element 13. The cover element 11 has a bearing 12 for a piston 20 with a piston axis 30 which extends along a central axis of the piston 20 . The base element 13 is arranged opposite the cover element 11 in a direction axial to the piston axis 30 . The jacket element 14 is arranged between the cover element 11 and the base element 13 . The piston 20 has a piston rod 23 and a piston head 22 . The piston rod 23 is movably mounted in the bearing 12 . The piston head 22 is movably mounted in the casing element 14 .

Das Zylindergehäuse 10 weist zwei separate Hohlräume 15 auf. Ein Hohlraum 15 ist in dem Deckelelement 11 und ein Hohlraum 15 ist in dem Bodenelement 13 vorgesehen. Die Hohlräume 15 sind jeweils mittels eines Deckels 16 verschließbar. In den Hohlräumen 15 ist jeweils eine Positionserkennungseinheit 40 vorgesehen.The cylinder housing 10 has two separate cavities 15 . A cavity 15 is provided in the lid member 11 and a cavity 15 is provided in the bottom member 13 . The cavities 15 can each be closed by means of a cover 16 . A position detection unit 40 is provided in each of the cavities 15 .

Die Positionserkennungseinheit 40 weist eine Sendeeinheit 41 und eine interne Energiegebereinheit 42 auf. Die Sendeeinheit 41 dient zur Erzeugung eines Funksignals zur kabellosen Übermittlung der in Bezug auf die Kolbenachse 30 axialen Ist-Position des Kolbens an eine Steuereinheit 100. Die interne Energiegebereinheit 42 versorgt die Positionserkennungseinheit 40 mit Energie, mithin mit Strom. Dabei kommt insbesondere die sogenannten EnOcean Technologie zum Einsatz. Zudem ist eine Betätigungseinheit 43 umfassend einen Betätigungsschalter 44 und einen Betätigungsstift 45 vorgesehen. Ferner ist eine als Feder ausgebildete Rückstelleinheit 48 vorgesehenThe position detection unit 40 has a transmission unit 41 and an internal energy supply unit 42 . The transmitter unit 41 is used to generate a radio signal for wireless transmission of the actual position of the piston, which is axial in relation to the piston axis 30, to a control unit 100. The internal energy transmitter unit 42 supplies the position detection unit 40 with energy, and therefore with electricity. In particular, the so-called EnOcean technology is used. In addition, an actuation unit 43 comprising an actuation switch 44 and an actuation pin 45 is provided. A restoring unit 48 designed as a spring is also provided

Gemäß Fig. 2 ist der Betätigungsstift 45 der Positionserkennungseinheit 40 jeweils durch einen Betätigungsmagneten 46, der als Scheibenmagnet ausgebildet ist, ersetzt. Zudem ist eine als ein Auslösemagnet ausgebildete Auslöseeinheit 50 im Boden 24 des Kolbenkopfs 22 vorgesehen. Der Auslösemagnet ist ein kreisförmig ausgebildeter Magnetstreifen, der in Umfangsrichtung um die Kolbenachse 30 verläuft. Sonst ist der Zylinder 1 baugleich zum Zylinder nach Fig. 1.According to 2 the actuating pin 45 of the position detection unit 40 is replaced in each case by an actuating magnet 46, which is designed as a disc magnet. In addition, a triggering unit 50 designed as a triggering magnet is provided in the bottom 24 of the piston head 22 . The triggering magnet is a circular magnetic strip that runs in the circumferential direction around the piston axis 30 . Otherwise the cylinder 1 is identical to the cylinder 1 .

Nach Fig. 3 ist auch jeweils ein Betätigungsmagnet 46 vorgesehen. Die zwei Positionserkennungseinheiten 40 sind in einem Hohlraum 15 des Mantelelements 14 axial beabstandet positioniert. Die Auslöseeinheit 50 ist in einer Mantelfläche 25 angeordnet. Sie ist erneut als Auslösemagnet ausgebildet, wobei der Auslösemagnet ein kreisförmig ausgebildeter Magnetstreifen ist. Der Hohlraum 15 wird durch das Deckelelement 11 und das Bodenelement 13 verschlossen. Abgesehen von diesen Merkmalen ist der Zylinder 1 nach Fig. 3 baugleich zum Zylinder nach Fig. 1.To 3 an actuating magnet 46 is also provided in each case. The two position detection units 40 are positioned in a cavity 15 of the casing element 14 at an axial distance. The triggering unit 50 is arranged in a lateral surface 25 . It is again designed as a trigger magnet, with the trigger magnet being a circular magnetic strip. The cavity 15 is closed by the cover element 11 and the base element 13 . Apart from these features, the cylinder is 1 after 3 identical to the cylinder 1 .

Der Kolben 20 ist in dem Zylindergehäuse 10 zwischen einer ausgefahrenen Position P2 gemäß Fig. 4a und einer eingefahrenen Position P1 nach Fig. 4b bewegbar gelagert. Ein Betätigungsstift 45 ist in dem Bodenelement 13 bewegbar gelagert. In der ausgefahrenen Position P2 ist der Betätigungsstift 45 aufgrund der Wirkung der Rückstelleinheit 48 teilweise in dem Mantelelement 14 angeordnet. Der Betätigungsschalter 44 liegt an dem Betätigungsstift 45 an. Somit befindet sich die Betätigungseinheit 43 beziehungsweise der Betätigungsschalter 44 in einer Ruhelage RL.The piston 20 is in the cylinder housing 10 between an extended position P2 according to Figure 4a and a retracted position P1 Figure 4b movably mounted. An actuating pin 45 is movably mounted in the base element 13 . In the extended position P2, the operating pin 45 is partially located in the casing member 14 due to the action of the return unit 48. The actuation switch 44 rests against the actuation pin 45 . Thus, the actuating unit 43 or the actuating switch 44 is in a rest position RL.

Bei Anfahrt des Kolbens 20 in die eingefahrene Position P1 wird mittels des Kolbens 20 der Betätigungsstift 45 aus dem Mantelelement 14 bewegt. Dadurch wird auch der Betätigungsschalter 44 bewegt. Die Betätigungseinheit 43 befindet sich dann wie dargestellt in einer Sendelage SL und sendet ein Funksignal an die Steuereinheit 100.When the piston 20 moves into the retracted position P1, the actuating pin 45 is moved out of the casing element 14 by means of the piston 20. As a result, the operating switch 44 is also moved. The actuation unit 43 is then, as shown, in a transmission position SL and transmits a radio signal to the control unit 100.

Sind anstatt des Betätigungsstifts 45 ein Betätigungsmagnet 46 und eine als Auslösemagnet ausgebildete Auslöseeinheit 50 vorgesehen, ist aufgrund der magnetischen Abstoßung zwischen dem Betätigungsmagneten 46 und dem Auslösemagneten die Betätigungseinheit 43 in die Sendelage SL bringbar.If, instead of the actuating pin 45, an actuating magnet 46 and a triggering unit 50 designed as a triggering magnet are provided, the actuating unit 43 can be brought into the transmission position SL due to the magnetic repulsion between the actuating magnet 46 and the triggering magnet.

Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not limited to one of the embodiments described above, but can be modified in many ways.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All of the features and advantages resulting from the claims, the description and the drawing, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both on their own and in a wide variety of combinations.

Bezugszeichenlistereference list

1 -1 -
Zylindercylinder
10 -10 -
Zylindergehäusecylinder body
11 -11 -
Deckelelementcover element
12 -12 -
Lagerwarehouse
13 -13 -
Bodenelementfloor element
14 -14 -
Mantelelementmantle element
15 -15 -
Hohlraumcavity
16 -16 -
Deckellid
20 -20 -
KolbenPistons
22 -22 -
Kolbenkopfpiston head
23 -23 -
Kolbenstangepiston rod
24 -24 -
Bodenfloor
25 -25 -
Mantelflächelateral surface
30 -30 -
Kolbenachsepiston axis
40 -40 -
Positionserkennungseinheitposition detection unit
41 -41 -
Sendeeinheittransmitter unit
42 -42 -
Energiegebereinheitenergy supply unit
43 -43 -
Betätigungseinheitoperating unit
44 -44 -
Betätigungsschalteractuation switch
45 -45 -
Betätigungsstiftactuating pin
46 -46 -
Betätigungsmagnetactuating magnet
48 -48 -
Rückstelleinheitreset unit
50 -50 -
Auslöseeinheittrigger unit
100 -100 -
Steuereinheitcontrol unit
P1 -P1 -
eingefahrene Positionretracted position
P2 -P2 -
ausgefahrene Positionextended position
RL -RL -
Ruhelagerest position
SL -SL -
Sendelagetransmission location

Claims (11)

Zylinder (1), aufweisend - ein Zylindergehäuse (10) und einen Kolben (20), wobei der Kolben (20) in dem Zylindergehäuse (10) zwischen einer eingefahrenen Position (P1) und einer ausgefahrenen Position (P2) entlang einer Kolbenachse (30) bewegbar gelagert ist, - wobei zumindest eine Positionserkennungseinheit (40) vorgesehen ist, mittels der eine Ist-Position des Kolbens (20) in Bezug auf die Kolbenachse (30) ermittelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die zumindest eine Positionserkennungseinheit (40) eine Sendeeinheit (41) zur Erzeugung eines Signals zur kabellosen Übermittlung der Ist-Position an eine Steuereinheit (100) aufweist und/oder die zumindest eine Positionserkennungseinheit (40) eine interne Energiegebereinheit (42) zur Energieversorgung der Positionserkennungseinheit (40) aufweist. Cylinder (1) comprising - a cylinder housing (10) and a piston (20), the piston (20) being movably mounted in the cylinder housing (10) between a retracted position (P1) and an extended position (P2) along a piston axis (30), - wherein at least one position detection unit (40) is provided, by means of which an actual position of the piston (20) in relation to the piston axis (30) can be determined, characterized in that - the at least one position detection unit (40) has a transmission unit (41) for generating a signal for wireless transmission of the actual position to a control unit (100) and/or the at least one position detection unit (40) has an internal energy supply unit (42) for supplying energy to the Having position detection unit (40). Zylinder (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiegebereinheit (42) zusammen mit der Sendeeinheit (41) als batterieloses Funksensor-Modul ausgebildet ist, das insbesondere auf Basis der EnOcean Technologie arbeitet.Cylinder (1) according to Claim 1, characterized in that the energy supply unit (42) together with the transmission unit (41) is designed as a battery-free radio sensor module which works in particular on the basis of EnOcean technology. Zylinder (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserkennungseinheit (40) eine Betätigungseinheit (43) umfasst, durch deren Betätigung das Signal erzeugbar ist, wobei die Betätigungseinheit (43) mechanisch und/oder magnetisch zwischen einer Ruhelage (RL) und einer Sendelage (SL) schaltbar ist.Cylinder (1) according to Claim 1 or 2, characterized in that the position detection unit (40) comprises an actuating unit (43), by the actuation of which the signal can be generated, the actuating unit (43) moving mechanically and/or magnetically between a rest position (RL ) and a transmission position (SL) can be switched. Zylinder (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (43) einen Betätigungsschalter (44) umfasst.Cylinder (1) according to claim 3, characterized in that the operating unit (43) comprises an operating switch (44). Zylinder (1) gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (43) einen Betätigungsstift (45) und/oder einen Betätigungsmagneten (46) umfasst.Cylinder (1) according to one of Claims 3 or 4, characterized in that the actuating unit (43) comprises an actuating pin (45) and/or an actuating magnet (46). Zylinder (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionserkennungseinheit (40) eine Rückstelleinheit (48) zur Rückstellung der Betätigungseinheit (43) in die Ruhelage (RL) oder die Sendelage (SL) aufweist.Cylinder (1) according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the position detection unit (40) has a resetting unit (48) for resetting the actuating unit (43) into the rest position (RL) or the transmission position (SL). Zylinder (1) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslöseeinheit (50) zur Betätigung der Betätigungseinheit (43) vorgesehen ist.Cylinder (1) according to one of Claims 3 to 6, characterized in that a triggering unit (50) is provided for actuating the actuating unit (43). Zylinder (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinheit (50) zumindest als ein Auslösemagnet oder als magnetisierbares Element ausgebildet ist.Cylinder (1) according to Claim 7, characterized in that the release unit (50) is designed at least as a release magnet or as a magnetizable element. Zylinder (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Positionserkennungseinheiten (40) vorgesehen sind.Cylinder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two position detection units (40) are provided. Zylinder (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (10) zumindest einen Hohlraum (15) aufweist, wobei die zumindest eine Positionserkennungseinheit (40) zumindest teilweise oder vollständig innerhalb des zumindest einen Hohlraums (15) vorgesehen ist.Cylinder (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cylinder housing (10) has at least one cavity (15), the at least one position detection unit (40) being provided at least partially or completely within the at least one cavity (15). Verwendung eines Zylinders (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zur Ermittlung der Ist-Position des Kolbens (20) die Positionserkennungseinheit (40) zur Anwendung kommt.Use of a cylinder (1) according to one of the preceding claims, in which the position detection unit (40) is used to determine the actual position of the piston (20).
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