SE509233C2

SE509233C2 - Cylinder with reversible piston rod

Info

Publication number: SE509233C2
Application number: SE9304352A
Authority: SE
Inventors: Lennart Forsberg
Original assignee: Mecman Ab Rexroth
Priority date: 1993-12-30
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1998-12-21
Also published as: EP0737282A1; DE69419177D1; WO1995018322A1; SE9304352L; DE69419177T2; EP0737282B1; SE9304352D0

Abstract

In order to achieve a non-rotatable mounting of a piston rod (5) in a fluid pressure cylinder (1), a separate guiding rod (11) is disposed between the end walls (2, 3) of the cylinder. The guiding rod (11) extends with a sliding fit through a through-going hole in the piston (4) of the cylinder and is fastened at its ends in fastening means (13, 14a) at each cylinder end wall (2, 3). At least one fastening means is adjustable during assembly of the fluid pressure cylinder in order to achieve an exact alignment of the guiding rod (11) in parallel to the central axis (L) of the cylinder tube.

Description

15 20 25 30 35 509 233 2 Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning av det inledningsvis angivna slaget, som ej har ovanstående olägenheter och som således är enklare och billi- gare samt slitstarkare och vridstyvare än den tidigare kända anordningen. The object of the present invention is to provide a device of the type indicated in the introduction, which does not have the above disadvantages and which is thus simpler and cheaper and more durable and torsionally rigid than the previously known device.

Detta syfte uppnås genom att - en rätlinjig styrstång sträcker sig axiellt mellan de båda cylindergavlarna och med glidpassning genom ett axiellt genomgående, avtätat hål i kolven på radiellt avstånd från cylinderrörets axellinje, och att - styrstången är fixerad vid sina ändar i infästnings- organ vid respektive cylindergavel, varvid åtminstone det ena infästningsorganet är justerbart i samband med tryckmediecylinderns montering för exakt inriktning av styrstången parallellt med cylinderrörets axellinje.This object is achieved in that - a rectilinear guide rod extends axially between the two cylinder ends and with sliding fit through an axially through, sealed hole in the piston at a radial distance from the axis of the cylinder tube, and that - the guide rod is fixed at its ends in fastening means at respective cylinder end, at least one of the fastening means being adjustable in connection with the mounting of the pressure media cylinder for precise alignment of the guide rod parallel to the axis of the cylinder tube.

Genom att styrstången är belägen på radiellt avstånd från centrumaxellinjen kan den effektivt motverka ett vridande moment, som verkar på kolvstângen utanför cylindern. Vidare är styrstången fixerad i båda ändarna, varför anordningens vridstyvhet är särskilt god i närheten av kolvens ändlägen.Because the guide rod is located at a radial distance from the center shaft line, it can effectively counteract a rotating moment which acts on the piston rod outside the cylinder. Furthermore, the guide rod is fixed at both ends, so that the torsional rigidity of the device is particularly good in the vicinity of the end positions of the piston.

Tillverkning och montering underlättas av att den exakta inriktningen av styrstången göres först i samband med monte- ringen. Härigenom kan man undvara snäva tillverknings- toleranser för infästningsorganen.Manufacturing and assembly is facilitated by the fact that the exact alignment of the guide rod is done only in connection with the assembly. In this way, tight manufacturing tolerances for the fastening means can be dispensed with.

Fördelaktiga ytterligare särdrag anges i de beroende patent- kraven och kommer att framgå av nedanstående detaljbeskriv- ning av en föredragen utföringsform.Advantageous additional features are set forth in the dependent claims and will be apparent from the following detailed description of a preferred embodiment.

En föredragen utföringsform av uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar. 10 15 20 25 30 s 509 233 Fig. 1 visar en sidovy, delvis i längssnitt, av en pneumatik- cylinder enligt uppfinningen; Fig. 2 visar i större skala en detalj, nämligen i övergångs- området mellan cylinderröret och den ena cylindergaveln; och Fig. 3 visar, likaledes i större skala, styrstångens axiella genomföring i kolven.A preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Fig. 1 shows a side view, partly in longitudinal section, of a pneumatic cylinder according to the invention; Fig. 2 shows on a larger scale a detail, namely in the transition area between the cylinder tube and one cylinder end; and Fig. 3 shows, also on a larger scale, the axial passage of the guide rod in the piston.

I fig. 1 visas en pneumatikcylinder, som väsentligen består av ett cylinderrör 1, två vid cylinderrörets ändar anordnade cylindergavlar 2, 3, en inuti cylinderröret 1 förskjutbar kolv 4 och en vid kolven 4 fästad kolvstång 5, som utskjuter genom den ena cylindergaveln 3. I detta utföringsexempel är cylinderröret 1, gavlarna 2, 3 och kolven 4 tillverkade av aluminium, medan kolvstången 5 är framställd av rostfritt stål.Fig. 1 shows a pneumatic cylinder, which essentially consists of a cylinder tube 1, two cylinder ends 2, 3 arranged at the ends of the cylinder tube, a piston 4 displaceable inside the cylinder tube 1 and a piston rod 5 attached to the piston 4, which projects through one cylinder end 3. In this exemplary embodiment, the cylinder tube 1, the ends 2, 3 and the piston 4 are made of aluminum, while the piston rod 5 is made of stainless steel.

Cylinderröret 1 enligt fig. 1 är relativt kort och kan i praktiken vara betydligt längre. På konventionellt sätt är kolven 4 försedd med dämphalsar 4a, som samverkar med centrala urtag i gavlarna 2, 3 för dämpning av kolvrörelsen vid ändlägena, och med runt omkretsen anordnade ringelement, nämligen en glidstyrningsring 6 av styvt plastmaterial med låg friktion gentemot cylinderrörets 1 insida och två av elastmaterial bestående tätningsringar 7, som är anordnade axiellt på ömse sidor om glidstyrningsringen 6 och med var sin läpp 7a tätar effektivt mot cylinderröret. Jämför fig. 3.The cylinder tube 1 according to Fig. 1 is relatively short and can in practice be considerably longer. In a conventional manner, the piston 4 is provided with damping necks 4a, which cooperate with central recesses in the ends 2, 3 for damping the piston movement at the end positions, and with ring elements arranged around the circumference, namely a sliding guide ring 6 of rigid plastic material with low friction towards the inside of the cylinder tube 1 and two sealing rings 7 consisting of elastic material, which are arranged axially on either side of the slide guide ring 6 and with each lip 7a sealing effectively against the cylinder tube. Compare Fig. 3.

Pneumatikcylindern har dessutom ordinära dragstänger 8, som håller fast gavlarna 2, 3 vid cylinderrörets 1 ändar, samt tryckluftanslutningar 9, 10 i gavlarna 2, 3 för manövrering av kolvens 4 rörelse. 10 15 20 25 30 35 509 253 , De hittills beskrivna delarna av pneumatikcylindern är väl- kända. Enligt föreliggande uppfinning är en styrstång 11 insatt inuti cylindern och sträcker sig mellan gavlarna 2, 3 axiellt genom ett genomgående, avtätat hål 12 i kolven 4.The pneumatic cylinder also has ordinary drawbars 8, which hold the ends 2, 3 at the ends of the cylinder tube 1, as well as compressed air connections 9, 10 in the ends 2, 3 for maneuvering the movement of the piston 4. 10 15 20 25 30 35 509 253, The parts of the pneumatic cylinder described so far are well known. According to the present invention, a guide rod 11 is inserted inside the cylinder and extends between the ends 2, 3 axially through a through, sealed hole 12 in the piston 4.

Styrstången 11, som i utföringsexemplet är tillverkad av rostfritt stål, håller härigenom kolven 4 i ett väldefinierat vinkelläge relativt cylinderröret 1 och gavlarna 2, 3 och kan motverka ett vridmoment, som utifrån anlägges på kolvstången 5. Denna vridsäkring av kolvstången 5 och kolven 4 blir särskilt effektiv genom att styrstången 11 är belägen på avstånd från centrumaxellinjen L, så att den radiella häv- armen, dvs avståndet mellan centrumaxellinjen L och styr- stången 11, blir betydande. Företrädesvis är detta avstånd större än halva radien för cylinderröret 1.The guide rod 11, which in the exemplary embodiment is made of stainless steel, thereby holds the piston 4 in a well-defined angular position relative to the cylinder tube 1 and the ends 2, 3 and can counteract a torque which is applied from the outside to the piston rod 5. This piston rod 5 and the piston 4 become particularly effective in that the guide rod 11 is located at a distance from the center shaft line L, so that the radial lever, i.e. the distance between the center shaft line L and the guide rod 11, becomes significant. Preferably, this distance is greater than half the radius of the cylinder tube 1.

För fullgod funktion av pneumatikcylindern är det väsentligt att styrstången 11 är inriktad exakt parallellt med centrum- axellinjen L, så att friktionen blir låg och slitage undvikes i möjligaste mån. För detta ändamål är styrstångens 11 ändar infästade i gavlarna 2, 3 på så sätt, att justering av in- fästningen kan göras i samband med monteringen.For proper operation of the pneumatic cylinder, it is essential that the guide rod 11 is aligned exactly parallel to the center axis L, so that the friction is low and wear is avoided as much as possible. For this purpose, the ends of the guide rod 11 are fastened to the ends 2, 3 in such a way that adjustment of the fastening can be made in connection with the assembly.

Infästningsorganen för styrstången 11 utgöres av passande hål 13a resp. 14a, som borrats axiellt i en insatsring 13 resp. 14, vilken är inplacerad vid vardera gaveln 2, 3. Insats- ringen 13 resp. 14 är i utföringsexemplet tillverkad av aluminium och har en periferiell fläns 13b resp. 14b, som är inpassad i ett ringspår 15 resp. 16 i gaveln 2, 3 delvis i området för cylinderrörets 1 förlängning. Jämför fig. 2.The fastening means for the guide rod 11 consist of suitable holes 13a resp. 14a, which was drilled axially in an insert ring 13 resp. 14, which is located at each end 2, 3. The insert ring 13 resp. 14 is in the exemplary embodiment made of aluminum and has a peripheral flange 13b resp. 14b, which is fitted in a ring groove 15 resp. 16 in the end wall 2, 3 partly in the area of the extension of the cylinder tube 1. Compare Fig. 2.

I förväg borras hålen 13a, 14a på exakt samma radiella av- stånd från centrum som det genomgående hålet 12 i kolven 4.The holes 13a, 14a are drilled in advance at exactly the same radial distance from the center as the through hole 12 in the piston 4.

Vid montering av cylindern inpassas insatsringarna 13, 14 med sina periferiflänsar 13b, 14b i resp. gavelringspår 15, 16 och hopdrages cylinderröret 1 relativt löst mellan cylinder- 10 15 20 25 30 35 5 509 235 gavlarna 2, 3, ex.vis genom åtdragning av dragstängernas 8 muttrar för hand. Härvid kan respektive insatsring 13, 14 vridas runt i omkretsled.When mounting the cylinder, the insert rings 13, 14 are fitted with their peripheral flanges 13b, 14b in resp. end ring grooves 15, 16 and the cylinder tube 1 is tightened relatively loosely between the cylinder ends 2, 3, eg by tightening the nuts of the drawbars 8 by hand. In this case, the respective insert ring 13, 14 can be rotated circumferentially.

Vid hopsättning placeras hålen 13a, 14a ungefär mitt för varandra och ungefär parallellt med centrumaxellinjen L, och styrstången 11 inpassas härvid med sina ändpartier i de båda hålen 13a, 14a. Därefter förskjutes kolven 4 fram och åter med hjälp av kolvstången 5, varvid insatsringarna 13, 14 kommer att inställa sig automatiskt i omkretsled då kolven 4 når resp. ändläge. Härigenom åstadkommes en fininställning, så att styrstången blir exakt parallell med centrumlinjen L.When assembling, the holes 13a, 14a are placed approximately opposite each other and approximately parallel to the center axis line L, and the guide rod 11 is fitted here with its end portions in the two holes 13a, 14a. Thereafter, the piston 4 is displaced back and forth by means of the piston rod 5, whereby the insert rings 13, 14 will automatically adjust in circumferential direction when the piston 4 reaches resp. end position. In this way a fine adjustment is achieved, so that the guide rod becomes exactly parallel to the center line L.

Därefter åtdrages dragstängerna 8 till önskad förspänning, så att insatsringarnas 13, 14 periferiflänsar 13b, 14b inklämmes mellan cylinderrörets 1 ände och ringspårets 15 resp. 16 botten. Erforderlig tätning erhålles medelst tätningsringar 17, 18 (se fig. 2), som är inpassade i tillhörande spår och tätar mot cylinderrörets 1 insida resp. mot gavelringspårets 15 radiellt yttre begränsningsvägg. Som framgår av fig. 2 har styrstången 11 ett visst axiellt spel mellan gavlarna 2 och 3, vilket medför att styrstången 11 hålles exakt rak även efter inspänning av cylinderröret 1 mellan gavlarna 2, 3.Thereafter, the tie rods 8 are tightened to the desired prestress, so that the peripheral flanges 13b, 14b of the insert rings 13, 14 are clamped between the end of the cylinder tube 1 and the ring groove 15, respectively. 16 bottoms. The required seal is obtained by means of sealing rings 17, 18 (see Fig. 2), which are fitted in the associated grooves and seal against the inside of the cylinder tube 1 resp. against the radially outer boundary wall of the end ring groove 15. As can be seen from Fig. 2, the guide rod 11 has a certain axial play between the ends 2 and 3, which means that the guide rod 11 is kept exactly straight even after clamping of the cylinder tube 1 between the ends 2, 3.

Efter axiell åtdragning av dragstängerna 8 är insatsringarna visserligen fastklämda i respektive vridläge, som håller styrstången exakt inriktad parallellt med centrumaxellinjen L. Om så önskas kan emellertid respektive insatsring 13, 14 låsas i detta läge, ex.vis genom att man borrar ett hål 19 radiellt utifrån genom gaveln 2, 3 och in ett stycke 20 i insatsringens periferifläns 13b samt inför ett låsstift 21, som med presspassning fixerar insatsringen i läge relativt gaveln. Eftersom hålen 19, 20 är belägna axiellt mellan tätningsringarna 17, 18 uppkommer ej något tryckluftläckage i området för låsstiftet 21. Alternativt kan insatsringen låsas 10 15 20 509 253 med en axiellt genom gaveln 2, 3 gående skruv, vilken lämpligen avtätas medelst härdlim.After axial tightening of the drawbars 8, the insert rings are admittedly clamped in the respective rotating position, which keeps the guide rod exactly aligned parallel to the center axis line L. If desired, however, the respective insert ring 13, 14 can be locked in this position, for example by drilling a hole 19 radially from the outside through the end wall 2, 3 and into a piece 20 in the peripheral flange 13b of the insert ring and in front of a locking pin 21, which with a press fit fixes the insert ring in position relative to the end wall. Since the holes 19, 20 are located axially between the sealing rings 17, 18, no compressed air leakage occurs in the area of the locking pin 21. Alternatively, the insert ring can be locked with a screw extending axially through the end 2, 3, which is suitably sealed by hard glue.

Styrstångens 11 genomföring genom kolven 4 visas tydligt i fig} 3. Det genomgående hålets 12 centrala del har en in- passad bussning 22, som har låg friktion gentemot styrstången 11. Erforderlig täthet erhålles medelst läpptätningsringar 23, 24, som är inplacerade axiellt på ömse sidor om buss- ningen 22 och som hålles på plats medelst brickor 25, 26, exempelvis av av fjäderstål.The passage of the guide rod 11 through the piston 4 is clearly shown in Fig. 3. The central part of the through hole 12 has a fitted bushing 22, which has low friction against the guide rod 11. The required tightness is obtained by means of lip sealing rings 23, 24, which are placed axially on each other. sides of the bushing 22 and which are held in place by means of washers 25, 26, for example of spring steel.

Det skall påpekas att justeringsmöjligheten för styrstångens ll infästningsorgan kan erhållas på olika sätt. I stället för insatsringar med hål kan man använda en mindre hållarkropp, som är något rörlig under monteringen, exempelvis i en mot- svarande urtagning i gaveln, och som fixeras i läge medelst en axiellt genom gaveln gående skruv e.d.It should be pointed out that the possibility of adjusting the fastening means 11 of the guide rod 11 can be obtained in different ways. Instead of insert rings with holes, a smaller retaining body can be used, which is slightly movable during assembly, for example in a corresponding recess in the end wall, and which is fixed in position by means of an axially extending screw e.d.

Slutligen är det möjligt att låta styrstångens ena ände vara fixerad från början och endast justera den motstående änden i samband med monteringen.Finally, it is possible to leave one end of the guide rod fixed from the beginning and only adjust the opposite end in connection with the assembly.

Claims

10 15 20 25 30 35 9%) * 509 233 PATENT REQUIREMENTS

Device at a pressure medium cylinder for non-rotatable storage of a piston rod (5), which projects through a cylinder head (3) and is connected to a piston (4) displaceable in a cylinder tube (1) between two cylinder heads (2, 3), wherein at least one rectilinear guide rod (11) extends axially between the two cylinder ends (2, 3) and with sliding fit through an axially through, sealed hole (12) in the piston at a radial distance from the axis (L) of the cylinder tube (1), and wherein the guide rod (11) is fixed at its ends in special fastening means (13a, 14a) at the respective cylinder head (2, 3), characterized in that at least one fastening member (13a, 14a) is adjustable relative to the cylinder head (2,3) in in connection with the mounting of the pressure media cylinder for precise alignment of the guide rod parallel to the axis (L) of the cylinder tube and that said fastening means is fixable from the outside after the adjustment.

Device according to claim 1, characterized in that both fastening means (13, 14) are adjustable.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that resp. fastening means (13a, 14a) is adjustable by displacing the piston (4) between the end positions after assembly of the pressure media cylinder.

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the guide rod (11) is mounted with axial play at at least one cylinder end (2, 3).

Device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it is arranged on a cylinder end (2, 3) associated with it, on which the fastening means (13a, 14a) are inside arranged insert ring (13, 14) of rigid material, which insert ring is movable after assembly of the pressure media cylinder. 10 15 20 25 509 255 g

Device according to claim 5, characterized in that resp. insert ring (13, 14) is kept fixed radially but is rotatable in circumferential direction relative to the cylinder end (2, 3) after assembly of the pressure media cylinder.

Device according to claim 6, characterized in that resp. insert ring (13, 14) is fixable by clamping an outer flange (13b, 14b) between resp. cylinder head (2, 3) and cylinder head (1).

Device according to claim 6 or 7, characterized in that resp. insert ring (13, 14) is lockable by means of a locking member (21) which can be inserted from the outside of the end.

Device according to any one of claims 5 - 8, characterized in that said fastening means consists of an axial hole (13a, 14a) in resp. insert ring (13, 14), which axial hole houses the guide rod end with sliding fit and is drilled at the same radial distance from the center as the through-going axial hole (12) in the piston.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a plain bearing bush (22) is inserted into the through-going axial hole (12) of the piston, wherein sealing rings (23, 24) are inserted axially on either side of the plain bearing bush for seal between the guide rod (11) and the piston (4), which sealing rings (23, 24) are fixed by means of washers (25, 26).