WO2016037628A1 - Arbeitszylinder - Google Patents

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WO2016037628A1
WO2016037628A1 PCT/EP2014/002447 EP2014002447W WO2016037628A1 WO 2016037628 A1 WO2016037628 A1 WO 2016037628A1 EP 2014002447 W EP2014002447 W EP 2014002447W WO 2016037628 A1 WO2016037628 A1 WO 2016037628A1
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WO
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piston rod
working cylinder
housing
guide bush
cylinder according
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/002447
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English (en)
French (fr)
Inventor
Mark HOKENMAIER
Original Assignee
Festo Ag & Co. Kg
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Filing date
Publication date
Application filed by Festo Ag & Co. Kg filed Critical Festo Ag & Co. Kg
Priority to DE112014006785.7T priority Critical patent/DE112014006785B4/de
Priority to CN201480081910.5A priority patent/CN106715926B/zh
Priority to PCT/EP2014/002447 priority patent/WO2016037628A1/de
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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
    • F15B15/08—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
    • F15B15/1433—End caps
    • 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
    • F15B15/1457—Piston rods
    • F15B15/1461—Piston rod sealings

Definitions

  • the invention relates to a working cylinder, with a housing which encloses with a boundary wall an adjoining a housing interior passage opening radially outwardly, which is penetrated by a relative to the housing linearly displaceable piston rod, wherein formed in a in the through hole between the boundary wall and the piston rod annular clearance is arranged coaxially an annular cross section exhibiting piston rod bearing, which has a radially slidably seated in the through hole seated guide bushing with a slidably abutting the outer circumference of the piston rod guide surface and also has an annular Kolbenstangenabstreifer and an annular piston rod seal, wherein coaxial between the guide bush and the inner peripheral surface of the radial boundary wall of the passage opening a rubber-elastic ring body is radially clamped.
  • a known from CH 667141 A5 working cylinder of this type includes a multi-part piston rod bearing, which includes a guide ring, a sleeve and a spacer arranged therebetween. Between one hand, the spacer and on the other hand, the guide ring and the sleeve each a piston rod of the working cylinder enclosing the sealing ring is incorporated.
  • An additional stripping Ring is located in the front end portion of the piston rod bearing between the sleeve and a cover ring.
  • an O-ring Radial between the guide ring and the sleeve, an O-ring is arranged in each case, which acts as a shock absorbing member and serves to damp laterally on the piston rod acting shocks.
  • the O-rings also allow tilting of the guide ring and sleeve to compensate for any skewing of the piston rod.
  • a disadvantage of the known piston rod bearing is its voluminous structure and the detrimental effect on the manufacturing and assembly costs affecting variety of individual components.
  • EP 1 322 867 B1 describes a working cylinder equipped with a piston rod bearing, the piston rod bearing containing a guide bush, a scraper arranged at the front on the guide bushing and a seal arranged at the rear on the guide bush, which are combined to form a structural unit.
  • the guide sleeve has a barrel-like shape, so that it can adjust its position by tilting relative to the housing of the working cylinder to the orientation of the piston rod passing through it.
  • the guide bush On its outer circumference, the guide bush is enclosed by a rubber-elastic material layer, which causes an elastically yielding suspension of the guide bush in the housing of the working cylinder.
  • a working cylinder which has a piston rod of the working cylinder enclosing piston rod bearing containing a piston rod coaxially enclosing sliding sleeve, by means of a rubber-elastic, simultaneously acting as a sealing ring support ring in a through hole of the housing elastic is resiliently supported.
  • this piston rod bearing has few components, but leaves both miss a piston rod scraper as well as a piston rod seal.
  • the invention has for its object to provide a Häzylin ⁇ the, which is equipped with a compact design, inexpensive to produce and assemble piston rod bearing.
  • the piston rod scraper and the piston rod seal are combined in a one-piece scraper and sealing ring having a wiper lip and a sealing lip, which is located in a radially inwardly open inner annular groove of the guide bush is held, which is formed in the region of the housing interior facing away from the front axial end portion of the guide bush, and that the rubber-elastic annular body is received in a radially outwardly open outer annular groove of the guide bush, the axially on both sides of each with a radial distance to the inner peripheral surface of the boundary wall of the Flanked by passage opening arranged peripheral outer surface portion of the guide bush, wherein the rubber-elastic annular body bridges this radial distance.
  • the working cylinder is equipped with a piston rod bearing floatingly received in the through hole, which can be realized in both axial and radial directions with compact dimensions and has few items, so that it can be easily and inexpensively manufactured and assembled.
  • a one-piece stripping and sealing ring is used, in which the Abstreiffunktion and the sealing function are combined and the to fulfill these two functions has a wiper lip and a separate sealing lip in this regard.
  • This combined stripping and sealing ring can be space-saving in a single annular groove of the guide bushing fix, so that the piston rod bearing can be realized with short axial dimensions.
  • the guide bush is resiliently suspended by means of the rubber-elastic annular body with respect to the housing and can thus always align optimally to the longitudinal axis of the piston rod, so that cooperating with the piston rod guide surface is evenly loaded and subject to only minor wear. Even with respect to the housing slightly inclined piston rod, the entire axial length of the guide surface for guiding the piston rod is available, so that the guide bush even with a short length is able to absorb large radial forces of the piston rod.
  • the rubber-elastic annular body also assumes the task of tolerance compensation between the radial outer dimensions of the guide bush and the inner dimensions of the through hole, wherein it allows to provide a radial distance between the peripheral outer surface of the guide bush and the inner peripheral surface of the boundary wall of the through hole, so no special accuracy and surface requirements are placed on the inner peripheral surface of the boundary wall of the passage opening. There is thus the possibility to install the piston rod bearing in a through hole, which previously requires no mechanical post-processing.
  • the piston rod bearing can be used directly in the through hole of a housing, which was produced at least in the region of the boundary wall in a die casting without subsequently exerting the inner circumferential surface of the boundary wall generated thereby a fine machining.
  • the accommodation of the rubber-elastic annular body in an annular groove of the guide bush has the further advantage that an annular body can be used with relatively large material thickness, which provides optimum elasticity, without having to increase the diametrical overall dimensions of the piston rod bearing over charge.
  • the rubber-elastic annular body can assume a sealing function and prevent pressure medium from escaping from the housing interior to the environment due to the radial distance bridged by it when the working cylinder is designed as a fluid-actuable working cylinder.
  • the uniform stripping and sealing ring is expediently made of an elastomer material, wherein it preferably consists entirely of one and the same material. It is in the stripping and sealing ring in particular a one-piece body.
  • the stripping and sealing ring is a separate component with respect to the guide bush and is inserted as a separate component in the inner annular groove.
  • the stripping and sealing ring preferably also assumes the function of a static seal with respect to the guide bushing.
  • the stripper and seal ring is an injection molded plastic part immediately adjacent to it Injection molding was molded into the inner annular groove and thereby molded onto the guide bushing. This allows an even more rational production.
  • the inner annular groove is open on the housing interior facing away from the front.
  • the stripping and sealing ring can then be easily inserted in the axial direction in the inner annular groove or removed from the inner annular groove during its assembly or disassembly.
  • a front axial end section of the boundary wall of the passage opening projects into an area in the axial direction of the guide bushing.
  • the piston rod bearing is then mounted in the through hole from the axial rear side before the housing of the working cylinder is assembled.
  • the inner annular groove is open at its front, it is advantageous if the axial end portion of the boundary wall of the passage opening extends in front of the open front of the inner annular groove and at least partially covers selbige including the stripping and sealing ring therein. In this way, the boundary wall also assumes a position securing function with respect to the stripping and sealing ring and prevents it from slipping out on the front of the guide bushing.
  • the rubber-elastic ring body is expediently made of an elastomeric material and may be an inexpensive to be produced O-ring. It is convenient for him a separate with respect to the guide bushing component, which is used independently in the outer annular groove, wherein it is advantageous if the axially measured thickness of the annular body is smaller than the axial width of the receiving outer annular groove. In this way, the radial elastic deformation capacity of the material of the annular body is favored, because a radial compression is not hindered by an axial clamping of the annular body.
  • annular body during its manufacture directly into the outer annular groove, so that it is expediently molded onto the wall surface of the outer annular groove. This allows a particularly efficient production in large quantities.
  • the guide bush is expediently made of metal or of a plastic material.
  • a realization in a composite material or of a ceramic material is advantageously possible.
  • the piston rod bearing can be very easily mounted in the through hole, when the latter widens conically towards the housing interior. The piston rod bearing can then be easily inserted from the back into the passage opening.
  • the guide bush has on the outer circumference of its front axial end portion via an annular step, resulting in an axially forwardly oriented annular support surface results, with which the guide bush can be supported on an axially opposite Gegenabstütz simulation the boundary wall.
  • the desired tilting mobility for the guide bushing in the passage opening can be facilitated by the fact that the guide bushing in the passage opening is not fixed axially immovably, but can move axially with respect to the housing at least to a limited extent.
  • the piston rod bearing requires no special holding means to prevent it in the through hole in an uncontrolled movement in the direction of the axially adjacent thereto housing interior.
  • a sufficiently high radial prestressing of the rubber-elastic ring body is sufficient in order to hold the piston rod bearing in the housing interior space axially sufficient relative to the housing. Due to the deformability and a possible rolling of the rubber-elastic annular body while the piston rod bearing while doing minor axial relative movements to the housing, but not uncontrolled and limited to small deflections.
  • a retaining ring which is anchored to the boundary wall of the through hole.
  • the retaining ring and / or the type of anchoring of the retaining ring are preferably chosen so that a resilient elasticity arises, which in turn provides the guide bush limited axial mobility.
  • the piston rod surrounding guide surface of the guide bush can be a contiguous surface.
  • the guide surface consists of a plurality of strip-shaped surface sections parallel to the longitudinal axis of the piston rod. th composed, which are arranged in the circumferential direction of the piston rod at a distance from each other. Between adjacent surface portions is in each case a longitudinal groove parallel to the longitudinal axis of the guide bush, which can be used for example as a lubricant depot.
  • At least the boundary wall of the passage opening is made by an urformendes method of an aluminum material.
  • the boundary wall is in particular part of a housing cover of the housing of the working cylinder, which consists of die-cast aluminum.
  • a piston may be arranged on the piston rod, which divides the housing interior into two housing chambers, at least one of which is acted upon by a drive fluid to a uniform movement of the piston and piston rod to cause relative to the housing. In this way, it is in the working cylinder to an actuatable by means of fluid force working cylinder.
  • This may be a single-acting or a double-acting fluid operated cylinder.
  • the working cylinder is expediently a pneumatic working cylinder which is operated with compressed air as drive fluid.
  • the invention is also suitable for hydraulic power cylinder. The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show:
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of a preferred embodiment of the working cylinder according to the invention
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the detail of the working cylinder framed in phantom in FIG
  • Figure 3 is an exploded view of the front end portion of the working cylinder according to Figures 1 and 2 without illustration of the piston rod.
  • a generally designated reference numeral 1 working cylinder is shown, which is equipped with the inventive measures.
  • the working cylinder 1 is by means of a pressurized drive fluid
  • the working cylinder 1 has a longitudinal axis 3 exhibiting elongated housing 2, which encloses a housing interior 4.
  • a through opening 7 adjoins the interior of the housing 4, which opens with an axial outlet opening 8 on the front side 5 to the environment.
  • the housing 2 In the area of the front side 5 axially opposite back of the working cylinder 1 of the housing interior 4 is suitably closed by the housing 2.
  • the passage opening 7 is surrounded radially on the outside by a housing 2 belonging to the boundary wall 12 around.
  • the boundary wall 12 is designed in particular sleeve-shaped.
  • the boundary wall 12 is part of a front housing cover 2a of the housing 2. Between this front housing cover 2a and one of the back 6 associated rear housing cover 2b extends a housing tube 2c, said components 2a, 2b, 2c together form the housing 2.
  • the two housing cover 2a, 2c and the housing tube 2c are expediently designed as independent components, which are fixed by means of not further illustrated fastening measures with sealing together. At least one of the two housing covers 2a, 2b may also be formed integrally with the housing tube 2c.
  • a piston 13 is slidably disposed, which divides the housing interior 4 in a front side 5 facing the front housing chamber 4a and the back 6 facing the rear housing chamber 4b.
  • the piston 13 carries sealing means 14, with which it rests with sealing slidable on the inner peripheral surface 15 of the housing tube 2c, so that it divides the two housing chambers 4a, 4b fluid-tight from each other.
  • a piston rod 16 is fixed, which extends axially, with its longitudinal axis 17 has the same orientation as the longitudinal axis 3 of the housing 2 and coincides with the longitudinal axis 3 of the housing 2 expediently.
  • the piston rod 16 extends from the piston 13 in the direction of the front side 5, wherein it passes both the front housing chamber 4a and the adjoining through hole 7 coaxially and axially with a front end portion 16a through the axial outlet opening 8 from the housing 3 protrudes.
  • the front end portion 16a is suitable for power delivery and expediently with provided at least one attachment interface that allows the attack and / or attachment of an external component to be actuated, for example, a part of a machine.
  • the front housing chamber 4a communicates with a first control channel 18a, which opens to the outer surface of the housing 2.
  • This first control channel 18a is expediently formed in the front housing cover 2a.
  • the rear hous ⁇ sehunt 4b communicates with a second control channel 18b, which also opens to an outer surface of the housing 2 and which is suitably formed in the rear housing cover 2b.
  • the two control channels 18a, 18b are fluid channels which can be used to apply a controlled force to the drive fluid to the two housing chambers 4a, 4b and thereby exert an actuating force on the piston 13.
  • the working cylinder 1 can be used as a double-acting fluid-actuated working cylinder.
  • the working cylinder 1 is operated by electric or electromechanical means. suitable type.
  • the piston rod 16 is then drivingly coupled instead of ei ⁇ nem fluidbeetzschlagbaren piston 13 with an electrically operable actuating mechanism, for example with an electric motor operated spindle ⁇ drive.
  • the piston rod 16 has a radially outwardly oriented outer circumferential surface 23.
  • the boundary wall 12 delimiting the through-hole 7 radially on the outside has a radially inner-facing, inner longitudinal surface 24 facing the longitudinal axis 3, 17, which is expediently contoured in a circular manner.
  • the outer peripheral surface 23 of the piston rod 16 and the inner peripheral surface 24 of the boundary wall 12 form an inner and an outer boundary surface of an annular gap 25, which is arranged concentrically between the piston rod 16 and the boundary wall 12.
  • annular space 25 coaxial with a likewise an annular cross-section exhibiting piston rod bearing 26 is arranged.
  • the piston rod bearing 26 has a multiple function and is used for linear guidance of the piston rod 16, for sealing the housing interior 4 with respect to the surroundings of the working cylinder and for stripping impurities from the retracting piston rod 16 to prevent ingress of contaminants in the housing interior 4 and also into the interior of the piston rod bearing 26 itself.
  • the piston rod bearing 26 is constructed of several components, which are combined to form a module or assembly.
  • the piston rod bearing 26 can be assembled and disassembled as a unit.
  • One of the components of the piston rod bearing 26 is a dimensionally stable guide bushing 27.
  • the guide bushing 27 is expediently rigid in itself and consists for example of metal, wherein it may be produced in particular by sintering. In favor of a low weight, the guide bush 27 may also consist of a plastic material having the necessary strength, but also of other materials and in particular of a composite material.
  • the guide bush 27 has a central opening 28 which is penetrated by the piston rod 16 axially movable. A along a partial length of the aperture 28 extending longitudinal portion of the guide bushing 27 defines a guide portion 32, the opening 28 delimiting inner circumference defining around the longitudinal axis 17 of the piston rod 16 around extending guide surface 33 which surrounds the piston rod 16 and the sliding on the Outer circumferential surface 23 of the piston rod 16 abuts.
  • the piston rod bearing 26 has a longitudinal axis 34 which simultaneously forms the longitudinal axis of the guide bush 27.
  • the guide surface 23 extends around the longitudinal axis 34 around.
  • the guide surface 33 is followed in the direction of the front side 5 by a radially inwardly open annular groove, which is designated for better distinction as the inner annular groove 35 and which is formed in the guide bush 27, wherein they are radially inward, to the opening 28 , is open.
  • This inner annular groove 35 is located in the region of the housing interior 4 axially facing away from the front axial end portion 36 of the guide bush 27, wherein the guide bush 27 in the region of the inner annular groove 35 has a larger inner diameter than in the region of the guide surface 33rd
  • the inner annular groove 35 is open not only radially inward, but also on the housing interior 4 axially facing away from the front, which applies to the embodiment.
  • the inner annular groove 35 then has a rear groove flank 35a adjoining the guide surface 33, pointing in the direction of the front side 5, and a preferably cylindrical surface 35b facing the longitudinal axis 34. At the rear side of the groove 35a axially opposite front side, the inner annular groove 35 is open. The groove base 35b merges directly into an axially oriented front end face 37 of the guide bush 27.
  • the stripping and sealing ring 38 is a one-piece body, which is preferably formed in one piece and expediently consists in its entirety of elastomeric material.
  • the stripping and sealing ring 38 has an annular base portion 42 which is concentric with the longitudinal axis 34 and which is arranged at a distance from the piston rod 16 and from which two lip portions which are likewise coaxial with the longitudinal axis 34 protrude, one of which has a wiping lip 43 and the other a sealing lip 44 forms.
  • Wiper lip 43 and sealing lip 44 are expediently arranged with a certain distance from each other, wherein the wiper lip 43 of the sealing lip 44 is upstream of the front 5.
  • the sealing lip 44 is located axially between the wiper lip 43 and the housing interior 4.
  • Both lips 43, 44 have viewed in cross section expediently an oblique course, wherein the wiper lip 43 extends from the base portion 42 radially inward and axially forward, while the sealing lip 44, starting from the base portion 42 radially inwardly and simultaneously extends obliquely toward the back 6.
  • Both the wiper lip 43 and the sealing lip 44 is slidable on the outer circumference of the piston rod 16.
  • Both lips suitably frame in the unmounted state a cross section which is slightly smaller than the cross section of the piston rod 16 so that they are radially expanded in the assembled state by the piston rod 16 and are pressed with a certain bias elastically to the outer peripheral surface 23 of the piston rod 16 ,
  • the function of the sealing lip 44 is to seal the interior of the housing 4 and, in particular, the front housing chamber 4a, which adjoins the passage opening 7 axially, to the environment.
  • the main purpose of the wiper lip 43 is to strip off impurities that have been deposited on the piston rod 16 outside the housing 2 when the piston rod 16 retracts from the outer peripheral surface 23.
  • a piston rod wiper and, on the other hand, a piston rod seal are combined to form a unit.
  • This combination provides compact dimensions and allows a particularly short axial length of the piston rod bearing 26th
  • the stripping and sealing ring 38 in the case of the exemplary embodiment is a relative to the guide socket 27 separate component.
  • the 7Abstreif- and sealing ring 38 has been inserted axially into the inner annular groove 35 during its assembly through the open front. So that no pressure medium in the joining region between the stripping and sealing ring 38 and the guide bushing 27 can pass, the stripping and sealing ring 38 is designed so that it rests against at least one wall surface of the inner annular groove 35 under static sealing, so in particular rear groove flank 35a and / or on the groove base 35b.
  • the stripping and sealing ring 38 in addition to the already described lips 43, 44 also has a static sealing lip 45 which protrudes within the inner annular groove 35 of the base portion 42 and rests with elastic bias under Ab ⁇ seal on the groove base 35b.
  • the static sealing lip 45 is adjacent to the groove base 35b and protrudes from the base portion 42 expediently toward the rear groove flank 35a.
  • the stripping and sealing ring 38 has been formed directly in its manufacture in the inner annular groove 35. This happens in particular in the context of an injection molding process. In this case, a previously applied adhesion promoter can bring about an intimate connection to the guide bushing 27, in particular if the same consists of metal or ceramic material. If the guide bushing 27 consists of a plastic material, there is the advantageous possibility of manufacturing the guide bushing 27 and the stripping and sealing ring 38 together as part of a multi-component injection molding process.
  • the guide bush 27 is radially play and at the same time clamped tiltable in the through hole 7.
  • the possible tilting movement is illustrated by double arrows 46.
  • the guide bush 27 is tiltable about any imaginary axes, which are aligned transversely to the longitudinal axis 3. This tilting mobility allows the guide bushing 27 to align optimally coaxially to the piston rod 16, regardless of any inclinations between the longitudinal axis 17 of the piston rod 16 and the longitudinal axis 3 of the housing 2. Since also in the inner annular groove 35 Abstrreif- and held Sealing ring 38 eventual tilting movements 46 of the guide bushing 27 participates, the relative position between the stripping and sealing ring 38 and the guide bush 27 remains regardless of the respective assumed tilting position of the guide bushing 27 constant.
  • a rubber-elastic annular body 47 which concentrically surrounds the guide bush 27 and is coaxially inserted between the guide bush 27 and the boundary wall 12 of the through-opening 7 under radial prestressing, provides for the radial prestressing and tilting mobility of the guide bush 27.
  • the guide bush 27 is accommodated on all sides with radial play in the passage opening 7 and consequently is able to vary its relative position with respect to the boundary wall 12 at right angles to the longitudinal axis 3 of the housing 2 to a certain extent.
  • the radial play results from a radial spacing between the radially outwardly facing peripheral outer surface. This radial distance results from the fact that the outer diameter of the guide bushing 27 at each point of its axial length is smaller than the diameter of the passage opening 7 measured in the same axial region.
  • the outer annular groove 52 is arranged concentrically to the longitudinal axis 34 and radially recessed in the peripheral outer surface 48 of the guide bush 27 is inserted.
  • the outer annular groove 52 is flanked on the side facing the front side 5 by a first peripheral outer surface portion 48a and on the rear side 6 side flanked by a second peripheral outer surface portion 48b of the peripheral outer surface 48.
  • Both peripheral outer surface portions 48a, 48b are arranged at a radial distance from the inner circumferential surface 24 of the boundary wall 12, in that the diameter of the corresponding sections of the guide bush 27 is smaller than the diameter of the through opening 7 in the associated region.
  • the peripheral outer surface portions 48a, 48b are admixed with each other.
  • the arranged in the outer annular groove 52 annular strand of the annular body 47 has around a radial thickness which is larger in the undeformed state than the radial distance between the groove bottom 52a of the outer annular groove 52 and the radially opposite portion of the inner peripheral surface 24.
  • the elastic ring body 470 rings around the guide bush 27 around the radial distance between them peripheral outer surface portions 48 a, 48 b and the inner circumferential surface 24 and is at the same time compressed in the radial direction, so that the guide bushing 27 is suspended under elastic bias floating in the housing 2.
  • the outer annular groove 52 has a greater axial width than the annular body 47, even in a state in which the annular body 47 is radially clamped.
  • the design is particularly such that the annular body 47 can not abut simultaneously on both groove flanks of the outer annular groove 52 regardless of the possible during operation radial compression at the same time.
  • the annular body 47 is executed in the embodiment as with respect to the guide bush 27 separate component and used as such in the outer annular groove 52.
  • the rubber elasticity of the ring body 47 allows a temporary expansion so that it can snap into the outer annular groove 52.
  • the annular body 47 expediently also assumes a static Abdichtfunkt ion between the guide bushing 27 and the boundary wall 12. In this context, it is both on the inner peripheral surface 15 and at least one wall surface of the outer annular groove 52, in particular on the groove bottom 52a of the outer annular groove 52, below Seal on.
  • the annular body 47 is an O-ring made of an elastomeric material.
  • the axial outlet opening 8 of the passage opening 7 is exemplarily defined by a front axial end portion 53 of the boundary wall 12, which protrudes from radially outward into a guide bush 27 axially upstream region.
  • this front axial end portion 53 extends so far radially inward that it radially overlaps the open front of the inner annular groove 35 including the stripper and sealing ring 38 therein and at least partially covers the region of the front side.
  • This front axial end portion 53 may in particular help to shield the piston rod bearing 26 in the region of the front side 5 against external impairments.
  • it can act as a stop means that prevents unintentional emergence of the stripping and sealing ring 38 of the inner annular groove 35, if the stripping and sealing ring 38 should solve unintentionally.
  • the diameter of the axial outlet opening 8 is greater than the diameter of the piston rod 16, so that the latter can at no time come into contact with the inner circumferential surface of the outlet opening 8.
  • the guide bushing 27 is expediently provided with an annular step 54 on the outer circumference of its front axial end section 36. From this stepping, a third outer peripheral surface portion 48c of the peripheral outer surface 48, which adjoins the first peripheral outer surface portion 48a forwardly and has a smaller diameter in this respect, results. At the front side, the third peripheral outer surface section 48c is bounded by the front end face 37, which faces the radially inwardly projecting front axial end section 53, preferably at an axial distance. This axial distance prevents dert that the guide bush 27 comes with the front end face 37 on the boundary wall 12 to the plant.
  • the third outer peripheral surface portion 48c is arranged at a radial distance to the inner peripheral surface 24, in ⁇ which the outer diameter of the guide sleeve 27 in this longitudinal section is smaller than the inner diameter of the through hole. 7
  • the gradation 54 results in an annular surface facing forwards, toward the front side 5, which acts as an annular support surface 55, which faces an annular counter-support surface 56, which is formed on the inner circumference of the boundary wall 12 and faces the back 6.
  • the guide bushing 27 can be supported axially with its support surface 55 on the annular counter-support surface 56 and is thereby fixed to the front side 5 with respect to the housing 2.
  • the counter-bearing surface 56 expediently results from a step formed on the inner circumference of the boundary wall 12 and connects the first peripheral outer surface portion 48 a opposite surface portion of the inner peripheral surface 24 with the third peripheral outer surface portion 48 c opposite portion of the inner peripheral surface 24th
  • the passage opening 7 is conical, at least in that region which is assigned to the annular body 47 and expediently also to the first and second peripheral outer surface sections 48a, 48b, in such a way that the through opening 7 widens in the direction of the housing interior 4.
  • the conical enlargement expediently extends as far as the housing interior 4, that is to say by way of example up to the housing tube 2c. ordered end portion of the front housing cover 2a.
  • This indicated at 57 conicity simplifies the assembly of the piston rod bearing 26, the axial insertion of the piston rod bearing 26 into the through hole 7 of the interior of the housing facing the rear outlet opening 57 ago.
  • the rear-side outlet opening 57 is freely accessible and allows insertion of the piston rod bearing 26.
  • the guide bush 27 is expediently at least limited axially movable relative to the housing 2. This axial mobility favors the tilting movements 46, because the guide bushing 27 is able to lift locally with its annular support surface 55 during tilting from the opposite Martinezabstweilisation 56.
  • the axial mobility of the piston rod bearing 26 is achieved in the embodiment in that the piston rod bearing 26 is retained in the direction of the back 6 or in the direction of the housing interior 4 exclusively by the clamping of the ring body 47, ie purely non-positively.
  • an additional to the ring body 47 existing retaining means may be provided to support the piston rod bearing 26 fixed to the housing at its rear.
  • a holding means consists for example of a dash-dotted line in Figure 2 indicated retaining ring 58 which is inserted into the through hole 7 and anchored to the boundary wall 12.
  • This retaining ring 58 flanks the guiding bushing 27 on which the Abstützflache 55 opposite back and is capable of the guide bush 27 and thus the entire piston rod bearing 26 back axially festzuhal ⁇ th.
  • the front housing cover 2a and consequently the boundary wall 12, which forms an integral part of the front housing cover 2a consists of an aluminum material and has been produced by die casting in a die casting technique.
  • the guide bushing 27 does not come into contact with the boundary wall 12 at least on its radial outer surface, so that the surface quality of the inner circumferential surface 24 is irrelevant.
  • the inner peripheral surface 24 thus remains unprocessed, resulting in a significant cost savings in the production result.
  • the guide surface 33 may be a surface closed around the longitudinal axis 34, in particular a cylindrical surface. In the embodiment, however, the guide surface 33 is composed of a plurality of circumferentially distributed around the longitudinal axis 34 around arranged strip-shaped surface portions 33 a, which are each aligned parallel to the longitudinal axis 34. In the circumferential direction of Guide bush 27 adjacent strip-shaped surface portions 33a are each separated by a longitudinal axis 34 parallel to the longitudinal groove 62 from each other. This configuration of the guide surface 33 reduces advantageously the areal contact with the piston rod 16. Au ⁇ ßerdem to the longitudinal grooves 62 as needed as a lubricant - are used depot.

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Abstract

Es wird ein Arbeitszylinder (1) vorgeschlagen, der über eine Kolbenstange (16) verfügt, die mittels eines ringförmigen Kolbenstangenlagers (26) geführt ist, das in einer radial außen von einer Begrenzungswand (12) begrenzten Durchgangsöffnung (7) des Gehäuses (2) des Arbeitszylinders (1) angeordnet ist. Das Kolbenstangenlager (26) verfügt über eine die Kolbenstange (16) gleitverschieblich umschließende Führungsbuchse (27), die mittels eines in einer äußeren Ringnut (52) aufgenommenen gummielastischen Ringkörpers (47) bezüglich der Begrenzungswand (12) radial beweglich verspannt ist. Die Führungsbuchse (27) ist an ihrem vorderen axialen Endabschnitt (36) außerdem mit einer inneren Ringnut (35) ausgestattet, in der ein einteiliger Abstreif- und Dichtungsring (38) gehalten ist, der die Kolbenstange (16) sowohl mit einer Abstreiflippe (43) als auch mit einer Dichtlippe (44) umschließt. Das Kolbenstangenlager (26) hat kompakte Abmessungen und kann einfach hergestellt und montiert werden.

Description

Arbeitszylinder
Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, mit einem Gehäuse, das mit einer Begrenzungswand eine sich an einen Gehäuseinnenraum anschließende Durchgangsöffnung radial außen umschließt, die von einer bezüglich des Gehäuses linear verschiebbaren Kolbenstange durchsetzt ist, wobei in einem in der Durchgangsöffnung zwischen der Begrenzungswand und der Kolbenstange ausgebildeten ringförmigen Zwischenraum koaxial ein einen ringförmigen Querschnitt aufweisendes Kolbenstangenlager angeordnet ist, das über eine radial spielbehaftet und zugleich kippbeweglich in der Durchgangsöffnung sitzende formstabile Führungsbuchse mit einer gleitverschieblich am Außenumfang der Kolbenstange anliegenden Führungsfläche verfügt und das außerdem einen ringförmigen Kolbenstangenabstreifer und eine ringförmige Kolbenstangendichtung aufweist, wobei koaxial zwischen der Führungsbuchse und der Innenum- fangsfläche der radialen Begrenzungswand der Durchgangsöffnung ein gummielastischer Ringkörper radial eingespannt ist.
Ein aus der CH 667141 A5 bekannter Arbeitszylinder dieser Art enthält ein mehrteiliges Kolbenstangenlager, zu dem ein Führungsring, eine Büchse und eine dazwischen angeordnete Distanzscheibe gehören. Zwischen einerseits der Distanzscheibe und andererseits dem Führungsring sowie der Büchse ist jeweils ein die Kolbenstange des Arbeitszylinders umschließender Dichtungsring eingegliedert. Ein zusätzlicher Abstreif- ring befindet sich im vorderen Endbereich des Kolbenstangenlagers zwischen der Büchse und einem Abdeckring. Radial zwischen dem Führungsring und der Büchse ist jeweils ein O-Ring angeordnet, der als Stoßdämpfungsglied wirkt und dazu dient, seitlich auf die Kolbenstange einwirkende Schläge oder Stöße zu dämpfen. Die O-Ringe gestatten auch Kippbewegungen des Führungsringes und der Büchse, um eventuelle Schrägstellungen der Kolbenstange zu kompensieren. Ein Nachteil des bekannten Kolbenstangenlagers ist sein voluminöser Aufbau und die sich nachteilig auf die Herstellungs- und Montagekosten auswirkende Vielzahl von Einzelkomponenten.
Die EP 1 322 867 Bl beschreibt einen mit einem Kolbenstangenlager ausgestatteten Arbeitszylinder, wobei das Kolbenstangenlager eine Führungsbüchse, einen vorne an der Führungs- büchse angeordneten Abstreifer und eine rückseitig an der Führungsbüchse angeordnete Dichtung enthält, die zu einer Baueinheit zusammengefasst sind. Die Führungsbüchse hat eine tonnenähnliche Formgebung, sodass sie ihre Position durch Verkippen bezüglich des Gehäuses des Arbeitszylinders an die Ausrichtung der sie durchsetzenden Kolbenstange anpassen kann. An ihrem Außenumfang ist die Führungsbüchse von einer gummielastischen Materialschicht umschlossen, die eine elastisch nachgiebige Aufhängung der Führungsbüchse im Gehäuse des Arbeitszylinders bewirkt.
Aus der DE 10 2010 033 869 AI ist ein Arbeitszylinder bekannt, der über ein die Kolbenstange des Arbeitszylinders umschließendes Kolbenstangenlager verfügt, das eine die Kolbenstange koaxial umschließende Gleithülse enthält, die mittels eines gummielastisch nachgiebigen, gleichzeitig als Dichtungsring fungierenden Stützringes in einer Durchgangsöffnung des Gehäuses elastisch nachgiebig abgestützt ist. Dieses Kolbenstangenlager hat zwar wenige Bauteile, lässt jedoch sowohl einen Kolbenstangenabstreifer als auch eine Kolbenstangendichtung vermissen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitszylin¬ der zu schaffen, der mit einem kompakt bauenden, kostengünstig herstellbaren und montierbaren Kolbenstangenlager ausgestattet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass der Kolbenstangenab- streifer und die Kolbenstangendichtung in einem eine Abstreiflippe und eine Dichtlippe aufweisenden einteiligen Ab- streif- und Dichtungsring zusammengefasst sind, der in einer radial innen offenen inneren Ringnut der Führungsbuchse gehalten ist, die im Bereich des dem Gehäuseinnenraum abgewandten vorderen axialen Endabschnittes der Führungsbuchse ausgebildet ist, und dass der gummielastische Ringkörper in einer radial außen offenen äußeren Ringnut der Führungsbuchse aufgenommen ist, die axial beidseits von je einem mit radialem Abstand zu der Innenumfangsflache der Begrenzungswand der Durchgangsöffnung angeordneten peripheren Außenflächenabschnitt der Führungsbuchse flankiert ist, wobei der gummielastische Ringkörper diesen radialen Abstand überbrückt.
Auf diese Weise ist der Arbeitszylinder mit einem schwimmend in der Durchgangsöffnung aufgenommenen Kolbenstangenlager ausgestattet, das sich in sowohl axialer als auch radialer Richtung mit kompakten Abmessungen realisieren lässt und das über wenige Einzelteile verfügt, sodass es sich einfach und kostengünstig herstellen und montieren lässt. Anstatt zwei getrennte Komponenten für einen Kolbenstangenabstreifer und eine Kolbenstangendichtung zu verwenden, kommt ein einteiliger Abstreif- und Dichtungsring zum Einsatz, in dem die Abstreiffunktion und die Dichtfunktion kombiniert sind und der zur Erfüllung dieser beiden Funktionen über eine Abstreiflippe und eine diesbezüglich gesonderte Dichtlippe verfügt. Dieser kombinierte Abstreif- und Dichtungsring lässt sich platzsparend in einer einzigen Ringnut der Führungsbuchse fixieren, sodass das Kolbenstangenlager mit kurzen axialen Abmessungen realisierbar ist. Die Führungsbuchse ist mittels des gummielastischen Ringkörpers nachgiebig bezüglich des Gehäuses aufgehängt und kann sich mithin stets optimal zur Längsachse der Kolbenstange ausrichten, sodass die mit der Kolbenstange kooperierende Führungsfläche gleichmäßig belastet wird und einem nur geringen Verschleiß unterliegt. Auch bei bezüglich des Gehäuses leicht schrägstehender Kolbenstange steht die gesamte axiale Länge der Führungsfläche zur Führung der Kolbenstange zur Verfügung, sodass die Führungsbuchse selbst bei kurzer Baulänge in der Lage ist, große Radialkräfte der Kolbenstange aufzunehmen. Da der Abstreif- und Dichtungsring in einer inneren Ringnut der Führungsbuchse gehalten ist, macht er eventuelle Kippbewegungen oder sonstige Ausgleichsbewegungen der Führungsbuchse mit und richtet sich somit ebenfalls bezüglich der momentanen Lage der Kolbenstange aus, sodass weder die Abstreiflippe noch die Dichtlippe einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt sind. Der gummielastische Ringkörper übernimmt auch die Aufgabe eines Toleranzausgleiches zwischen den radialen Außenabmessungen der Führungsbuchse und den Innenabmessungen der Durchgangsöffnung, wobei er es ermöglicht, zwischen der peripheren Außenfläche der Führungs- buchse und der Innenumfangsfläche der Begrenzungswand der Durchgangsöffnung einen radialen Abstand vorzusehen, sodass keine besonderen Genauigkeits- und Oberflächenanforderungen an die Innenumfangsfläche der Begrenzungswand der Durchgangs - Öffnung gestellt werden. Es besteht somit die Möglichkeit, das Kolbenstangenlager in eine Durchgangsöffnung einzubauen, die zuvor keiner mechanischen Nachbearbeitung bedarf. Bei- spielsweise kann das Kolbenstangenlager direkt in die Durchgangsöffnung eines Gehäuses eingesetzt werden, das zumindest im Bereich der Begrenzungswand in einem Druckgießverfahren hergestellt wurde, ohne die dabei erzeugte Innenumfangsflache der Begrenzungswand nachträglich einer Feinbearbeitung zu unterziehen. Die Unterbringung des gummielastischen Ringkörpers in einer Ringnut der Führungsbuchse bietet den weiteren Vorteil, dass ein Ringkörper mit relativ großer Materialdicke verwendet werden kann, der eine optimale Elastizität bietet, ohne die diametralen Gesamtabmessungen des Kolbenstangenlagers über Gebühr vergrößern zu müssen. Der gummielastische Ringkörper kann gleichzeitig eine Dichtfunktion übernehmen und verhindern, dass durch den von ihm überbrückten radialen Abstand hindurch Druckmedium aus dem Gehäuseinnenraum zur Umgebung austritt, wenn der Arbeitszylinder als ein fluidbetä- tigbarer Arbeitszylinder konzipiert ist .
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der einheitliche Abstreif- und Dichtungsring besteht zweckmäßigerweise aus einem Elastomermaterial, wobei er vorzugsweise durchweg aus ein und demselben Material besteht. Es handelt sich bei dem Abstreif- und Dichtungsring insbesondere um einen einstückigen Körper.
Es wird als zweckmäßig angesehen, wenn der Abstreif- und Dichtungsring ein bezüglich der Führungsbuchse gesondertes Bauteil ist und als ein separates Bauteil in die innere Ringnut eingesetzt ist. Dabei übernimmt der Abstreif- und Dichtungsring bevorzugt auch noch die Funktion einer statischen Abdichtung bezüglich der Führungsbuchse. Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Abstreif- und Dichtungsring ein spritzgegossenes Kunststoffteil , das unmittelbar bei seiner Spritzgießherstellung in die innere Ringnut eingeformt und dadurch an die Führungsbuchse angespritzt wurde. Dies ermöglicht eine noch rationellere Herstellung.
Insbesondere bei einer bezüglich der Führungsbuchse gesonderten Ausbildung des kombinierten Abstreif- und Dichtungsringes ist es von Vorteil, wenn die innere Ringnut an der dem Gehäuseinnenraum abgewandten Vorderseite offen ist. Der Abstreif- und Dichtungsring kann dann bei seiner Montage oder auch Demontage bequem in axialer Richtung in die innere Ringnut eingeführt oder aus der inneren Ringnut herausgenommen werden.
Zweckmäßigerweise ragt ein vorderer axialer Endabschnitt der Begrenzungswand der Durchgangsöffnung in einen der Führungs- buchse axial vorgelagerten Bereich. Auf diese Weise ist die Führungsbuchse auch ohne eine zusätzliche Sicherungsmaßnahme an einem Herausrutschen aus der Durchgangsöffnung gehindert. Das Kolbenstangenlager wird dann von der axialen Rückseite her in der Durchgangsöffnung montiert, bevor das Gehäuse des Arbeitszylinders zusammengebaut wird.
Wenn die innere Ringnut an ihrer Vorderseite offen ist, ist es vorteilhaft, wenn sich der axiale Endabschnitt der Begrenzungswand der Durchgangsöffnung vor die offene Vorderseite der inneren Ringnut erstreckt und selbige einschließlich des darin befindlichen Abstreif- und Dichtungsringes zumindest partiell überdeckt. Auf diese Weise übernimmt die Begrenzungswand auch noch eine Positionssicherungsfunktion bezüglich des Abstreif- und Dichtungsringes und verhindert dessen Herausrutschen an der Vorderseite der Führungsbuchse.
Der gummielastische Ringkörper besteht zweckmäßigerweise aus einem Elastomermaterial und kann ein kostengünstig zu fertigender O-Ring sein. Es handelt sich bei ihm zweckmäßigerweise um ein bezüglich der Führungsbuchse gesondertes Bauteil, das eigenständig in die äußere Ringnut eingesetzt ist, wobei es vorteilhaft ist, wenn die axial gemessene Dicke des Ringkörpers geringer ist als die axiale Breite der ihn aufnehmenden äußeren Ringnut. Auf diese Weise wird das radiale elastische Verformungsvermögen des Materials des Ringkörpers begünstigt, weil ein radiales Zusammendrücken nicht durch eine axiale Einspannung des Ringkörpers behindert wird.
Alternativ besteht auch die Möglichkeit, den Ringkörper bei seiner Herstellung unmittelbar in die äußere Ringnut einzu- formen, sodass er zweckmäßigerweise an die Wandfläche der äußeren Ringnut angespritzt ist. Dies ermöglicht eine besonders rationelle Herstellung bei großen Stückzahlen.
Die Führungsbuchse besteht zweckmäßigerweise aus Metall oder auch aus einem Kunststoffmaterial. Auch eine Realisierung in einem Verbundmaterial oder aus einem Keramikmaterial ist vorteilhaft möglich.
Das Kolbenstangenlager lässt sich sehr einfach in der Durchgangsöffnung montieren, wenn sich Letztere in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum konisch erweitert. Das Kolbenstangenlager kann dann problemlos von der Rückseite her in die Durchgangs- Öffnung eingeschoben werden.
Bevorzugt verfügt die Führungsbuchse am Außenumfang ihres vorderen axialen Endabschnittes über eine ringförmige Abstufung, woraus eine nach axial vorne orientierte ringförmige Abstützfläche resultiert, mit der sich die Führungsbuchse an einer axial gegenüberliegenden Gegenabstützfläche der Begrenzungswand abstützen kann. Die angestrebte Kippbeweglichkeit für die Führungsbuchse in der Durchgangsöffnung kann dadurch begünstigt werden, dass die Führungsbuchse in der Durchgangsöffnung nicht axial unbeweglich festgelegt ist, sondern sich bezüglich des Gehäuses zumindest begrenzt axial bewegen kann.
Es hat sich herausgestellt, dass das Kolbenstangenlager keiner speziellen Haltemittel bedarf, um es in der Durchgangsöffnung an einer unkontrollierten Bewegung in Richtung zum sich axial daran anschließenden Gehäuseinnenraum zu hindern. Überraschenderweise genügt eine ausreichend hohe radiale Vorspannung des gummielastischen Ringkörpers, um das Kolbenstangenlager insgesamt in dem Gehäuseinnenraum relativ zum Gehäuse axial ausreichend festzuhalten. Aufgrund des Verformungs- vermögens und eines eventuellen Walkens des gummielastischen Ringkörpers kann das Kolbenstangenlager dabei zwar geringfügige axiale Relativbewegungen zum Gehäuse ausführen, die jedoch nicht unkontrolliert sind und sich auf kleine Auslenkungen beschränken.
Ungeachtet dessen besteht selbstverständlich die Möglichkeit, die Führungsbuchse rückseitig beispielsweise durch einen Haltering zu fixieren, der an der Begrenzungswand der Durchgangsöffnung verankert ist. Der Haltering und/oder die Art der Verankerung des Halteringes sind dabei vorzugsweise so gewählt, dass eine federelastische Nachgiebigkeit entsteht, die der Führungsbuchse wiederum eine begrenzte axiale Beweglichkeit bietet.
Die die Kolbenstange umschließende Führungsfläche der Führungsbuchse kann eine zusammenhängende Fläche sein. Als vorteilhaft wird allerdings auch eine Ausgestaltung angesehen, bei der sich die Führungsfläche aus mehreren zur Längsachse der Kolbenstange parallelen streifenförmigen Flächenabschnit- ten zusammensetzt, die in der Umfangsrichtung der Kolbenstange mit Abstand zueinander angeordnet sind. Zwischen benachbarten Flächenabschnitten befindet sich dabei jeweils eine zur Längsachse der Führungsbuchse parallele Längsnut, die beispielsweise als Schmiermitteldepot genutzt werden kann.
Vorzugsweise ist zumindest die Begrenzungswand der Durchgangsöffnung durch ein urformendes Verfahren aus einem Aluminiummaterial hergestellt. Die Begrenzungswand ist insbesondere Bestandteil eines Gehäusedeckels des Gehäuses des Arbeitszylinders, der aus Aluminium-Druckguss besteht. Wie eingangs schon erwähnt, ist es trotz dieser Gießherstellung nicht erforderlich, die Innenumfangsfläche der Begrenzungswand der Durchgangsöffnung zur Aufnahme des Kolbenstangenlagers mechanisch nachzubearbeiten . Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung des Arbeitszylinders.
Es versteht sich, dass in an sich bekannter Weise in dem Ge¬ häuseinnenraum ein Kolben an der Kolbenstange angeordnet sein kann, der den Gehäuseinnenraum in zwei Gehäusekammern unterteilt, von denen wenigstens eine mit einem Antriebsfluid beaufschlagbar ist, um eine einheitliche Bewegung von Kolben und Kolbenstange relativ zum Gehäuse hervorzurufen. Auf diese Weise handelt es sich bei dem Arbeitszylinder um einen mittels Fluidkraft betätigbaren Arbeitszylinder. Dieser kann ein einfachwirkender oder ein doppeltwirkender fluidbetätigter Arbeitszylinder sein.
Bei dem Arbeitszylinder handelt es sich zweckmäßigerweise um einen pneumatischen Arbeitszylinder, der mit Druckluft als Antriebsfluid betrieben wird. Allerdings eignet sich die Erfindung auch für hydraulische Arbeitszylinder. Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders,
Figur 2 den in Figur 1 strichpunktiert umrahmten Ausschnitt des Arbeitszylinders in einer vergrößerten Darstellung, und
Figur 3 eine Explosionsdarstellung des vorderen Endbereiches des Arbeitszylinders gemäß Figuren 1 und 2 ohne Abbildung der Kolbenstange.
In der Zeichnung ist ein insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichneter Arbeitszylinder gezeigt, der mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen ausgestattet ist. Der Arbeitszylinder 1 ist mittels eines unter Druck stehenden Antriebsfluides
betätigbar, wobei insbesondere Druckluft zum Einsatz kommt, eine Betätigung aber auch mit anderen gasförmigen oder auch mit flüssigen Druckmedien möglich ist.
Der Arbeitszylinder 1 hat ein eine Längsachse 3 aufweisendes längliches Gehäuse 2, das einen Gehäuseinnenraum 4 umschließt. Im Bereich einer Vorderseite 5 schließt sich an den Gehäuseinnenraum 4 eine Durchgangsöffnung 7 an, die mit einer axialen Austrittsöffnung 8 an der Vorderseite 5 zur Umgebung ausmündet. Im Bereich der der Vorderseite 5 axial entgegengesetzten Rückseite des Arbeitszylinders 1 ist der Gehäuseinnenraum 4 zweckmäßigerweise durch das Gehäuse 2 verschlossen.
Die Durchgangsöffnung 7 ist radial außen von einer zum Gehäuse 2 gehörenden Begrenzungswand 12 ringsum umschlossen. Die Begrenzungswand 12 ist insbesondere hülsenförmig gestaltet . Bevorzugt ist die Begrenzungswand 12 Bestandteil eines vorderen Gehäusedeckels 2a des Gehäuses 2. Zwischen diesem vorderen Gehäusedeckel 2a und einem der Rückseite 6 zugeordneten hinteren Gehäusedeckel 2b erstreckt sich ein Gehäuserohr 2c, wobei diese vorgenannten Komponenten 2a, 2b, 2c gemeinsam das Gehäuse 2 bilden.
Die beiden Gehäusedeckel 2a, 2c und das Gehäuserohr 2c sind zweckmäßigerweise als eigenständige Komponenten ausgeführt, die mittels nicht weiter illustrierter Befestigungsmaßnahmen unter Abdichtung aneinander fixiert sind. Mindestens einer der beiden Gehäusedeckel 2a, 2b kann aber auch einstückig mit dem Gehäuserohr 2c ausgebildet sein.
In dem Gehäuseinnenraum 4 ist gleitverschieblich ein Kolben 13 angeordnet, der den Gehäuseinnenraum 4 in eine der Vorderseite 5 zugewandte vordere Gehäusekammer 4a und eine der Rückseite 6 zugewandte hintere Gehäusekammer 4b unterteilt. Bevorzugt trägt der Kolben 13 Dichtungsmittel 14, mit denen er unter Abdichtung gleitverschieblich an der Innenumfangs- fläche 15 des Gehäuserohrs 2c anliegt, sodass er die beiden Gehäusekammern 4a, 4b fluiddicht voneinander abteilt.
An dem Kolben 13 ist eine Kolbenstange 16 befestigt, die sich axial erstreckt, wobei ihr Längsachse 17 die gleiche Ausrichtung wie die Längsachse 3 des Gehäuses 2 hat und mit der Längsachse 3 des Gehäuses 2 zweckmäßigerweise zusammenfällt. Die Kolbenstange 16 erstreckt sich ausgehend vom Kolben 13 in Richtung zu der Vorderseite 5, wobei sie sowohl die vordere Gehäusekammer 4a als auch die sich daran anschließende Durchgangsöffnung 7 koaxial durchsetzt und mit einem vorderen Endabschnitt 16a durch die axiale Austrittsöffnung 8 hindurch aus dem Gehäuse 3 axial herausragt. Der vordere Endabschnitt 16a ist zur Kraftabgabe geeignet und zweckmäßigerweise mit mindestens einer Befestigungsschnittstelle versehen, die den Angriff und/oder die Befestigung einer zu betätigenden externen Komponente ermöglicht, beispielsweise eines Teils einer Maschine.
Die vordere Gehäusekammer 4a kommuniziert mit einem ersten Steuerkanal 18a, der zur Außenfläche des Gehäuses 2 ausmündet. Dieser erste Steuerkanal 18a ist zweckmäßigerweise in dem vorderen Gehäusedeckel 2a ausgebildet. Die hintere Gehäu¬ sekammer 4b kommuniziert mit einem zweiten Steuerkanal 18b, der ebenfalls zu einer Außenfläche des Gehäuses 2 ausmündet und der zweckmäßigerweise in dem hinteren Gehäusedeckel 2b ausgebildet ist. Bei den beiden Steuerkanälen 18a, 18b handelt es sich um Fluidkanäle, die nutzbar sind, um die beiden Gehäusekammern 4a, 4b gesteuert mit dem Antriebsfluid zu beaufschlagen und dadurch eine Betätigungskraft auf den Kolben 13 auszuüben. Durch entsprechend aufeinander abgestimmte Fluidbeaufschlagung kann die sich aus dem Kolben 13 und der Kolbenstange 16 zusammensetzende Hubeinheit 22 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten linearen Hubbewegung 22 relativ zum Gehäuse 2 angetrieben werden, wobei die Kolbenstange 16 je nach Bewegungsrichtung an der Vorderseite 5 entweder aus dem Gehäuse 2 ausfährt oder in das Gehäuse 2 einfährt.
Derart ausgestattet, ist der Arbeitszylinder 1 als doppeltwirkender fluidbetätigter Arbeitszylinder nutzbar.
Es besteht die Möglichkeit, nur eine der beiden Gehäusekammern 4a, 4b zur gesteuerten Fluidbeaufschlagung zu nutzen und den Arbeitszylinder 1 als einen einfachwirkenden fluidbetä- tigten Arbeitszylinder 1 einzusetzen.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Arbeitszylinder 1 von elektrisch oder elektromechanisch betä- tigbarer Bauart. Die Kolbenstange 16 ist dann anstatt mit ei¬ nem fluidbeaufschlagbaren Kolben 13 mit einem elektrisch betätigbaren Stellmechanismus antriebsmäßig gekoppelt, beispielsweise mit einem elektromotorisch betätigbaren Spindel¬ trieb .
Die Kolbenstange 16 hat eine radial nach außen orientierte Außenumfangsfläche 23. Die die Durchgangsöffnung 7 radial außen begrenzende Begrenzungswand 12 hat eine nach radial innen weisende, der Längsachse 3, 17 zugewandte Innenumfangsfläche 24, die zweckmäßigerweise kreisförmig konturiert ist.
Die Außenumfangsfläche 23 der Kolbenstange 16 und die Innenumfangsfläche 24 der Begrenzungswand 12 bilden eine innere und eine äußere Begrenzungsfläche eines ringförmigen Zwischenraumes 25, der konzentrisch zwischen der Kolbenstange 16 und der Begrenzungswand 12 angeordnet ist. In diesem ringförmigen Zwischenraum 25 ist koaxial ein ebenfalls einen ringförmigen Querschnitt aufweisendes Kolbenstangenlager 26 angeordnet. Das Kolbenstangenlager 26 hat eine Mehrfachfunktion und dient zur Linearführung der Kolbenstange 16, zur Abdichtung des Gehäuseinnenraumes 4 gegenüber der Umgebung des Arbeitszylinders und zum Abstreifen von Verunreinigungen von der einfahrenden Kolbenstange 16 zur Vermeidung eines Eintritts von Verunreinigungen in dem Gehäuseinnenraum 4 und auch ins Innere des Kolbenstangenlagers 26 selbst.
Um die genannte Mehrfachfunktion erfüllen zu können, ist das Kolbenstangenlager 26 aus mehreren Komponenten aufgebaut, die zu einer Baugruppe oder Baueinheit zusammengefasst sind. Somit kann das Kolbenstangenlager 26 als Einheit montiert und demontiert werden. Bei einem der Bestandteile des Kolbenstangenlagers 26 handelt es sich um eine formstabile Führungsbuchse 27. Die Führungsbuchse 27 ist zweckmäßigerweise in sich starr ausgebildet und besteht beispielsweise aus Metall, wobei sie insbesondere durch Sintern hergestellt sein kann. Zu Gunsten eines geringen Gewichts kann die Führungsbuchse 27 auch aus einem die notwendige Festigkeit aufweisenden Kunststoffmaterial bestehen, aber auch aus anderen Materialien und insbesondere aus einem Materialverbund.
Die Führungsbuchse 27 hat eine mittige Durchbrechung 28, die von der Kolbenstange 16 axial beweglich durchsetzt ist. Ein sich entlang einer Teillänge der Durchbrechung 28 erstreckender Längenabschnitt der Führungsbuchse 27 definiert einen Führungsabschnitt 32, dessen die Durchbrechung 28 begrenzender Innenumfang eine sich rings um die Längsachse 17 der Kolbenstange 16 herum erstreckende Führungsfläche 33 definiert, die die Kolbenstange 16 umschließt und die gleitverschieblich an der Außenumfangsfläche 23 der Kolbenstange 16 anliegt.
Das Kolbenstangenlager 26 hat eine Längsachse 34, die gleichzeitig die Längsachse der Führungsbuchse 27 bildet. Die Führungsfläche 23 erstreckt sich um die Längsachse 34 herum.
An die Führungsfläche 33 schließt sich in Richtung zu der Vorderseite 5 eine nach radial innen offene Ringnut an, die zur besseren Unterscheidung als innere Ringnut 35 bezeichnet sei und die in der Führungsbuchse 27 ausgebildet ist, wobei sie nach radial innen, zu der Durchbrechung 28 hin, offen ist. Diese innere Ringnut 35 befindet sich im Bereich des dem Gehäuseinnenraum 4 axial abgewandten vorderen axialen Endabschnittes 36 der Führungsbuchse 27, wobei die Führungsbuchse 27 im Bereich der inneren Ringnut 35 einen größeren Innendurchmesser hat als im Bereich der Führungsfläche 33. Zweckmäßigerweise ist die innere Ringnut 35 nicht nur radial innen, sondern auch an der dem Gehäuseinnenraum 4 axial abgewandten Vorderseite offen, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft. Die innere Ringnut 35 hat dann eine sich an die Führungsfläche 33 anschließende, in Richtung der Vorderseite 5 weisende hintere Nutflanke 35a und eine der Längsachse 34 zugewandte, bevorzugt zylindris.che Nutgrundfläche 35b. An der der hinteren Nutflanke 35a axial gegenüberliegenden Vorderseite ist die innere Ringnut 35 offen. Die Nutgrundfläche 35b geht unmittelbar in eine axial orientierte vordere Stirnfläche 37 der Führungsbuchse 27 über.
Während die Führungsfläche 33 gleitverschieblich an der Au- ßenumfangsfläche 23 der Kolbenstange 16 anliegt, ist in der inneren Ringnut 35 der Führungsbuchse 27 ein aus einem einzigen Ringelement bestehender Abstreif- und Dichtungsring 38 gehalten, der bezüglich der Kolbenstange 16 eine Abstreiffunktion und eine Dichtfunktion ausübt.
Bei dem Abstreif- und Dichtungsring 38 handelt es sich um einen einteiligen Körper, der bevorzugt einstückig ausgebildet ist und zweckmäßigerweise in seiner Gesamtheit aus Elastomermaterial besteht. Der Abstreif- und Dichtungsring 38 hat einen zu der Längsachse 34 konzentrischen ringförmigen Basisabschnitt 42, der ringsum mit Abstand zu der Kolbenstange 16 angeordnet ist und von dem zwei zu der Längsachse 34 ebenfalls koaxiale Lippenabschnitte wegragen, deren einer eine Abstreiflippe 43 und deren anderer eine Dichtlippe 44 bildet.
Abstreiflippe 43 und Dichtlippe 44 sind zweckmäßigerweise mit einem gewissen Abstand zueinander angeordnet, wobei die Abstreiflippe 43 der Dichtlippe 44 zur Vorderseite 5 vorgelagert ist. Mit anderen Worten liegt die Dichtlippe 44 axial zwischen der Abstreiflippe 43 und dem Gehäuseinnenraum 4. Beide Lippen 43, 44 haben im Querschnitt betrachtet zweckmäßigerweise einen schrägen Verlauf, wobei sich die Abstreif- lippe 43 ausgehend vom Basisabschnitt 42 nach radial innen und zugleich axial nach vorne erstreckt, während sich die Dichtlippe 44 ausgehend von dem Basisabschnitt 42 nach radial innen und gleichzeitig schräg in Richtung zu der Rückseite 6 erstreckt .
Sowohl die Abstreiflippe 43 als auch die Dichtlippe 44 liegt gleitverschieblich am Außenumfang der Kolbenstange 16 an. Beide Lippen umrahmen im unmontierten Zustand zweckmäßigerweise einen Querschnitt, der geringfügig kleiner ist als der Querschnitt der Kolbenstange 16, sodass sie im montierten Zustand durch die Kolbenstange 16 radial aufgeweitet werden und mit einer gewissen Vorspannung elastisch an die Außenumfangs- fläche 23 der Kolbenstange 16 angedrückt werden.
Die Funktion der Dichtlippe 44 besteht darin, den Gehäuseinnenraum 4 und insbesondere die sich an die Durchgangsöffnung 7 axial anschließende vordere Gehäusekammer 4a zur Umgebung hin abzudichten. Der Hauptzweck der Abstreiflippe 43 besteht darin, Verunreinigungen, die sich außerhalb des Gehäuses 2 auf der Kolbenstange 16 niedergeschlagen haben, beim Einfahren der Kolbenstange 16 von der Außenumfangsfläche 23 abzustreifen.
In dem Abstreif- und Dichtungsring 38 sind mit anderen Worten einerseits ein Kolbenstangenabstreifer und andererseits eine Kolbenstangendichtung zu einer Einheit kombiniert. Diese Kombination schafft kompakte Abmessungen und ermöglicht eine besonders kurze axiale Baulänge des Kolbenstangenlagers 26.
Bei dem Abstreif- und Dichtungsring 38 handelt es sich im Falle des Ausführungsbeispiels um ein bezüglich der Führungs- buchse 27 gesondertes Bauteil. Dabei ist der 7Abstreif- und Dichtungsring 38 bei seiner Montage durch die offene Vorderseite hindurch axial in die innere Ringnut 35 eingesteckt worden. Damit kein Druckmedium im Fügebereich zwischen dem Abstreif- und Dichtungsring 38 und der Führungsbuchse 27 hindurchtreten kann, ist der Abstreif- und Dichtungsring 38 dabei so ausgebildet, dass er auch unter statischer Abdichtung an mindestens einer Wandfläche der inneren Ringnut 35 anliegt, also insbesondere an der hinteren Nutflanke 35a und/oder an der Nutgrundfläche 35b. Bevorzugt weist der Abstreif- und Dichtungsring 38 zusätzlich zu den bereits beschriebenen Lippen 43, 44 auch noch eine statische Dichtlippe 45 auf, die innerhalb der inneren Ringnut 35 von dem Basisabschnitt 42 wegragt und mit elastischer Vorspannung unter Ab¬ dichtung an der Nutgrundfläche 35b anliegt. Die statische Dichtlippe 45 ist zu der Nutgrundfläche 35b benachbart und ragt ausgehend vom Basisabschnitt 42 zweckmäßigerweise in Richtung zu der hinteren Nutflanke 35a.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Abstreif- und Dichtungsring 38 unmittelbar bei seiner Herstellung in die innere Ringnut 35 eingeformt worden. Dies geschieht insbesondere im Rahmen eines Spritzgießverfahrens. Dabei kann ein zuvor applizierter Haftvermittler eine innige Verbindung zu der Führungsbuchse 27 bewirken, insbesondere wenn selbige aus Metall oder Keramikmaterial besteht. Besteht die Führungsbuchse 27 aus einem Kunststoffmaterial , besteht die vorteilhafte Möglichkeit, die Führungsbuchse 27 und den Abstreif- und Dichtungsring 38 gemeinsam im Rahmen eines Mehrkomponenten- Spritzgießverfahrens zu fertigen.
Die Führungsbuchse 27 ist radial spielbehaftet und zugleich kippbeweglich in die Durchgangsöffnung 7 eingespannt. Die mögliche Kippbewegung ist durch Doppelpfeile 46 illustriert. Die Führungsbuchse 27 ist um beliebige imaginäre Achsen kippbar, die quer zu der Längsachse 3 ausgerichtet sind. Diese Kippbeweglichkeit ermöglicht es der Führungsbuchse 27, sich optimal koaxial zur Kolbenstange 16 auszurichten, und zwar ungeachtet eventueller Schrägstellungen zwischen der Längsachse 17 der Kolbenstange 16 und der Längsachse 3 des Gehäuses 2. Da auch der in der inneren Ringnut 35 gehaltene Ab- streif- und Dichtungsring 38 eventuelle Kippbewegungen 46 der Führungsbuchse 27 mitmacht, bleibt die Relativposition zwischen dem Abstreif- und Dichtungsring 38 und der Führungsbuchse 27 ungeachtet der jeweils eingenommenen Kippposition der Führungsbuchse 27 konstant. Es ist somit gewährleistet, dass ungeachtet eventueller Parallelitätsabweichungen der Kolbenstange 16 stets ein großflächiger Kontakt zwischen der Führungsfläche 33 und der Außenumfangsfläche 23 der Kolbenstange 16 gegeben ist und außerdem sowohl die Abstreiflippe 43 als auch die Dichtlippe 44 ringsum gleichförmig an die Au- ßenumfangsfläche 23 der Kolbenstange 16 angedrückt wird.
Folglich ist ein verschleißarmer Betrieb sowohl der Führungsbuchse 27 als auch des Abstreif- und Dichtungsringes 38 möglich.
Für die radiale Vorspannung und Kippbeweglichkeit der Führungsbuchse 27 sorgt unter anderem ein gummielastischer Ringkörper 47, der die Führungsbuchse 27 konzentrisch umschließt und koaxial zwischen die Führungsbuchse 27 und die Begrenzungswand 12 der Durchgangsöffnung 7 unter radialer Vorspannung eingegliedert ist. Hinzu kommt, dass die Führungsbuchse 27 allseits radial spielbehaftet in der Durchgangsöffnung 7 aufgenommen ist und folglich in der Lage ist, ihre Relativposition bezüglich der Begrenzungswand 12 rechtwinkelig zur Längsachse 3 des Gehäuses 2 in gewissem Rahmen zu variieren. Das radiale Spiel ergibt sich aus einer radialen Beabstandung zwischen der radial nach außen weisenden peripheren Außenflä- che 48 der Führungsbuchse 27 und der Innenumfangsflache 24 der Begrenzungswand 12. Dieser radiale Abstand resultiert daraus , dass der Außendurchmesser der Führungsbuchse 27 an jeder Stelle ihrer axialen Länge kleiner ist als der im jeweils gleichen axialen Bereich gemessene Durchmesser der Durchgangsöffnung 7.
Der für die radial elastisch nachgiebige Einspannung der Führungsbuchse 27 verantwortliche gummielastische Ringkörper 47 - im Folgenden zur Vereinfachung nur noch als "Ringkörper" bezeichnet - sitzt in einer radial außen offenen äußeren Ringnut 52 der Führungsbuchse 27. Die äußere Ringnut 52 ist konzentrisch zur Längsachse 34 angeordnet und radial vertieft in die periphere Außenfläche 48 der Führungsbuchse 27 eingelassen. Dabei ist die äußere Ringnut 52 an der der Vorderseite 5 zugewandten Seite von einem ersten peripheren Außenflächenabschnitt 48a und an der der Rückseite 6 zugewandten Seite von einem zweiten peripheren Außenflächenabschnitt 48b der peripheren Außenfläche 48 flankiert. Beide peripheren Außenflächenabschnitte 48a, 48b sind mit radialem Abstand zur Innenumfangsfläche 24 der Begrenzungswand 12 angeordnet, indem der Durchmesser der entsprechenden Abschnitte der Führungs- buchse 27 kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 7 im zugeordneten Bereich. Die peripheren Außenflächenabschnitte 48a, 48b sind zweckmäßigerwe se kreiszylindrisch gestaltet .
Der in der äußeren Ringnut 52 angeordnete ringförmige Strang des Ringkörpers 47 hat ringsum eine radiale Dicke, die im un- verformten Zustand größer ist als der radiale Abstand zwischen dem Nutgrund 52a der äußeren Ringnut 52 und dem radial gegenüberliegenden Abschnitt der Innenumfangsfläche 24. Auf diese Weise überbrückt der elastische Ringkörper 470rings um die Führungsbuchse 27 herum den radialen Abstand zwischen den peripheren Außenflächenabschnitten 48a, 48b und der Innenum- fangsfläche 24 und ist zugleich in radialer Richtung komprimiert, sodass die Führungsbuchse 27 unter elastischer Vorspannung schwimmend im Gehäuse 2 aufgehängt ist.
Damit die radiale Verformung des Ringkörpers 47 nicht beeinträchtigt wird, wenn die Führungsbuchse 27 danach trachtet, ihre radiale Ausrichtung innerhalb der Durchgangsöffnung 7 zu verändern, hat zweckmäßigerweise die äußere Ringnut 52 eine größere axiale Breite als der Ringkörper 47, und zwar selbst in einem Zustand, in dem der Ringkörper 47 radial eingespannt ist. Die Auslegung ist insbesondere so getroffen, dass der Ringkörper 47 ungeachtet der im Betrieb möglichen radialen Kompression zu keiner Zeit gleichzeitig an beiden Nutflanken der äußeren Ringnut 52 anliegen kann.
Der Ringkörper 47 ist beim Ausführungsbeispiel als bezüglich der Führungsbuchse 27 gesondertes Bauteil ausgeführt und als solches in die äußere Ringnut 52 eingesetzt. Die Gummielastizität des Ringkörpers 47 ermöglicht ein vorübergehendes Aufweiten, sodass er sich in die äußere Ringnut 52 einschnappen lässt .
Der Ringkörper 47 übernimmt zweckmäßigerweise auch eine statische Abdichtfunkt ion zwischen der Führungsbuchse 27 und der Begrenzungswand 12. In diesem Zusammenhang liegt er sowohl an der Innenumfangsfläche 15 als auch an mindestens einer Wandfläche der äußeren Ringnut 52, insbesondere am Nutgrund 52a der äußeren Ringnut 52, unter Abdichtung an.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Ringkörper 47 um einen aus einem Elastomermaterial bestehenden O-Ring. Die axiale Austrittsöffnung 8 der Durchgangsöffnung 7 ist exemplarisch von einem vorderen axialen Endabschnitt 53 der Begrenzungswand 12 definiert, der von radial außen her in einen der Führungsbuchse 27 axial vorgelagerten Bereich ragt. Bevorzugt ragt dieser vordere axiale Endabschnitt 53 so weit nach radial innen, dass er die offene Vorderseite der inneren Ringnut 35 einschließlich des darin befindlichen Abstreif- und Dichtungsringes 38 radial überlappt und zumindest parti¬ ell den Bereich der Vorderseite abdeckt. Dieser vordere axiale Endabschnitt 53 kann insbesondere dazu beitragen, das Kolbenstangenlager 26 im Bereich der Vorderseite 5 gegen äußere Beeinträchtigungen abzuschirmen. Außerdem kann er als Anschlagmittel fungieren, das ein unbeabsichtigtes Heraustreten des Abstreif- und Dichtungsringes 38 aus der inneren Ringnut 35 verhindert, falls sich der Abstreif- und Dichtungsring 38 unbeabsichtigt lösen sollte.
Der Durchmesser der axialen Austrittsöffnung 8 ist größer als der Durchmesser der Kolbenstange 16, sodass Letztere zu keiner Zeit mit der Innenumfangsfläche der Austrittsöffnung 8 in Kontakt gelangen kann.
Die Führungsbuchse 27 ist am Außenumfang ihres vorderen axialen Endabschnittes 36 zweckmäßigerweise mit einer ringförmigen Abstufung 54 versehen. Aus dieser Abstufung resultiert ein dritter peripherer Außenflächenabschnitt 48c der peripheren Außenfläche 48, der sich nach vorne hin an den ersten peripheren Außenflächenabschnitt 48a anschließt und diesbezüglich einen kleineren Durchmesser hat. An der Vorderseite ist der dritte periphere Außenflächenabschnitt 48c durch die vordere Stirnfläche 37 begrenzt, der der nach radial innen ragende vordere axiale Endabschnitt 53 mit bevorzugt einem axialen Abstand gegenüberliegt. Dieser axiale Abstand verhin- dert, dass die Führungsbuchse 27 mit der vorderen Stirnfläche 37 an der Begrenzungswand 12 zur Anlage gelangt.
Auch der dritte periphere Außenflächenabschnitt 48c ist mit radialem Abstand zu der Innenumfangsflache 24 angeordnet, in¬ dem der Außendurchmesser der Führungsbuchse 27 in diesem Längenabschnitt kleiner ist als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 7.
Aus der Abstufung 54 resultiert eine nach vorne, zur Vorderseite 5 weisende Ringfläche, die als eine ringförmige Ab- stützfläche 55 fungiert, der eine am Innenumfang der Begrenzungswand 12 ausgebildete, zur Rückseite 6 weisende ringförmige Gegenabstützfläche 56 gegenüberliegt. Die Führungsbuchse 27 kann sich mit ihrer Abstützfläche 55 an der ringförmigen Gegenabstützfläche 56 axial abstützen und ist dadurch zur Vorderseite 5 hin bezüglich des Gehäuses 2 fixiert.
Die Gegenabstützfläche 56 resultiert zweckmäßigerweise aus einer am Innenumfang der Begrenzungswand 12 ausgebildeten Abstufung und verbindet den dem ersten peripheren Außenflächenabschnitt 48a gegenüberliegenden Flächenabschnitt der Innenumfangsfläche 24 mit dem dem dritten peripheren Außenflächenabschnitt 48c gegenüberliegenden Abschnitt der Innenumfangs- fläche 24.
Vorzugsweise ist die Durchgangsöffnung 7 zumindest in demjenigen Bereich, der dem Ringkörper 47 und zweckmäßigerweise auch dem ersten und zweiten peripheren Außenflächenabschnitt 48a, 48b zugeordnet ist, konisch ausgebildet, und zwar derart, dass sich die Durchgangsöffnung 7 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 4 erweitert. Die konische Erweiterung erstreckt sich zweckmäßigerweise bis hin zu dem Gehäuseinnenraum 4, exemplarisch also bis zu dem dem Gehäuserohr 2c zu- geordneten Endbereich des vorderen Gehäusedeckels 2a. Diese bei 57 angedeutete Konizität vereinfacht bei der Montage des Kolbenstangenlagers 26 das axiale Einführen des Kolbenstangenlagers 26 in die Durchgangsöffnung 7 von deren dem Gehäuseinnenraum zugewandter rückseitiger Austrittsöffnung 57 her. Solange das Gehäuserohr 2c an dem vorderen Gehäusedeckel 2a nicht montiert ist, ist die rückseitige Austrittsöffnung 57 frei zugänglich und ermöglicht das Einstecken des Kolbenstangenlagers 26.
Die Führungsbuchse 27 ist bezüglich des Gehäuses 2 zweckmäßigerweise zumindest begrenzt axial beweglich. Diese axiale Beweglichkeit begünstigt die Kippbewegungen 46, weil die Führungsbuchse 27 in der Lage ist, mit ihrer ringförmigen Ab- stützfläche 55 beim Verkippen lokal von der gegenüberliegenden Gegenabstützfläche 56 abzuheben.
Die axiale Beweglichkeit des Kolbenstangenlagers 26 wird beim Ausführungsbeispiel dadurch erzielt, dass das Kolbenstangenlager 26 in Richtung zur Rückseite 6 beziehungsweise in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 4 ausschließlich durch die Ein- spannung des Ringkörpers 47, also rein kraftschlüssig festgehalten wird. Es ist in diesem Zusammenhang kein zusätzlicher Festanschlag an der Rückseite des Kolbenstangenlagers 26 vorhanden, wie dies im Bereich der Vorderseite 5 in Gestalt der Gegenabstützfläche 56 vorteilhaft der Fall ist.
Grundsätzlich kann aber auch ein zusätzlich zu dem Ringkörper 47 vorhandenes Haltemittel vorgesehen werden, um das Kolbenstangenlager 26 an seiner Rückseite gehäusefest abzustützen. Ein solches Haltemittel besteht beispielsweise aus einem in Figur 2 strichpunktiert angedeuteten Haltering 58, der in die Durchgangsöffnung 7 eingesetzt und an der Begrenzungswand 12 verankert ist. Dieser Haltering 58 flankiert die Führungs- buchse 27 an der der Abstützflache 55 entgegengesetzten Rückseite und ist in der Lage, die Führungsbuchse 27 und mithin das gesamte Kolbenstangenlager 26 rückseitig axial festzuhal¬ ten .
Allerdings ist es auch im Zusammenhang mit einem zusätzlichen Haltemittel vorteilhaft, wenn die Führungsbuchse 27 bezüglich des Gehäuses 2 axial begrenzt beweglich bleibt. Dies lässt sich beispielsweise durch die Verwendung eines Halteringes 58 gewährleisten, an dem die Führungsbuchse 27 anliegt, der jedoch eine gewisse axiale federelastische Nachgiebigkeit aufweist. Es kann sich dabei beispielsweise um einen sogenannten Zackenring handeln.
Beim Ausführungsbeispiel besteht der vordere Gehäusedeckel 2a und folglich die einen integralen Bestandteil des vorderen Gehäusedeckels 2a bildende Begrenzungswand 12 aus einem Aluminiummaterial und ist in Druckgusstechnik durch Urformung erzeugt worden. Mittels einer solchen Urformung können zwar keine hochwertigen Oberflächen generiert werden, was für die Erfindung jedoch irrelevant ist, weil die Führungsbuchse 27 zumindest an ihrer radialen Außenfläche nicht mit der Begrenzungswand 12 in Kontakt gelangt, sodass die Oberflächengüte der Innenumfangsfläche 24 unerheblich ist. Die Innenumfangs- fläche 24 bleibt folglich unbearbeitet, was eine erhebliche Kosteneinsparung bei der Herstellung zur Folge hat.
Bei der Führungsfläche 33 kann es sich um eine rings um die Längsachse 34 herum geschlossene Fläche handeln, insbesondere um eine zylindrische Fläche. Beim Ausführungsbeispiel setzt sich die Führungsfläche 33 hingegen aus mehreren rings um die Längsachse 34 herum verteilt angeordneten streifenförmigen Flächenabschnitten 33a zusammen, die jeweils parallel zu der Längsachse 34 ausgerichtet sind. In der Umfangsrichtung der Führungsbuchse 27 zueinander benachbarte streifenförmige Flächenabschnitte 33a sind jeweils durch eine zu der Längsachse 34 parallele Längsnut 62 voneinander getrennt. Diese Ausgestaltung der Führungsfläche 33 reduziert in vorteilhafter Weise den flächenhaften Kontakt mit der Kolbenstange 16. Au¬ ßerdem können die Längsnuten 62 bei Bedarf als Schmiermittel - depot genutzt werden.

Claims

Ansprüche
1. Arbeitszylinder, mit einem Gehäuse (2), das mit einer Begrenzungswand (12) eine sich an einen Gehäuseinnenraum (4) anschließende Durchgangsöffnung (7) radial außen umschließt, die von einer bezüglich des Gehäuses (2) linear verschiebbaren Kolbenstange (16) durchsetzt ist, wobei in einem in der Durchgangsöffnung (7) zwischen der Begrenzungswand (12) und der Kolbenstange (16) ausgebildeten ringförmigen Zwischenraum (25) koaxial ein einen ringförmigen Querschnitt aufweisendes Kolbenstangenlager (26) angeordnet ist, das über eine radial spielbehaftet und zugleich kippbeweglich in der Durchgangsöffnung (7) sitzende formstabile Führungsbuchse (27) mit einer gleitverschieblich am Außenumfang der Kolbenstange (16) anliegenden Führungsfläche (33) verfügt und das außerdem einen ringförmigen Kolbenstangenabstreifer und eine ringförmige Kolbenstangendichtung aufweist, wobei koaxial zwischen der Führungsbuchse (27) und der Innenumfangsflache (24) der radialen Begrenzungswand (12) der Durchgangsöffnung (7) ein gummielastischer Ringkörper (47) radial eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenstangenabstreifer und die Kolbenstangendichtung in einem eine Abstreiflippe (43) und eine Dichtlippe (44) aufweisenden einteiligen Abstreif- und Dichtungsring (38) zusammengefasst sind, der in einer radial innen offenen inneren Ringnut (35) der Führungsbuchse (27) gehalten ist, die im Bereich des dem Gehäuseinnenraum (4) abgewandten vorderen axialen Endabschnittes (36) der Führungs- buchse (27) ausgebildet ist, und dass der gummielastische Ringkörper (47) in einer radial außen offenen äußeren Ringnut (52) der Führungsbuchse (27) aufgenommen ist, die axial beidseits von je einem mit radialem Abstand zu der Innenumfangs- flache (24) der Begrenzungswand (12) der Durchgangsöffnung
(7) angeordneten peripheren Außenflächenabschnitt (48a, 48b) der Führungsbuchse (27) flankiert ist, wobei der gummielastische Ringkörper (47) diesen radialen Abstand überbrückt.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreif- und Dichtungsring (38) aus Elastomermaterial besteht.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreif- und Dichtungsring (38) einstückig aus einem einzigen Material ausgebildet ist.
4. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreif- und Dichtungsring (38) als bezüglich der Führungsbuchse (27) gesondertes Bauteil in die innere Ringnut (35) eingesetzt ist und unter statischer Abdichtung an mindestens einer Wandfläche der inneren Ringnut (35) anliegt.
5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Ringnut (35) an der dem Gehäuseinnenraum (4) abgewandten Vorderseite offen ist, derart, dass der Abstreif- und Dichtungsring (38) bei seiner Montage axial von vorne her in die innere Ringnut (35) einsetzbar ist .
6. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorderer axialer Endabschnitt (53) der Begrenzungswand (12) der Durchgangsöffnung (7) in einen der Führungsbuchse (27) axial vorgelagerten Bereich ragt.
7. Arbeitszylinder nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere axiale Endabschnitt (53) der Begrenzungswand (12) der Durchgangsöff¬ nung (7) die offene Vorderseite der inneren Ringnut (35) und den darin befindlichen Abstreif- und Dichtungsring (38) von radial außen her zumindest partiell abdeckt.
8. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der gummielastische Ringkörper (47) als bezüglich der Führungsbuchse (27) gesondertes Bauteil in die äußere Ringnut (52) eingesetzt ist und unter statischer Ab¬ dichtung sowohl an der Innenumfangsflache (24) der radialen Begrenzungswand (12) als auch an mindestens einer Wandfläche der äußeren Ringnut (52) anliegt.
9. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der gummielastische Ringkörper (47) ein aus Elastomermaterial bestehender O-Ring ist.
10. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Innenumfangsflache (24) der Begrenzungswand (12) der Durchgangsöffnung (7) zumindest im Bereich des gummielastischen Ringkörpers (47) und der den gummielastischen Ringkörper (47) beidseits flankierenden peripheren Außenflächenabschnitte (48a, 48b) der Führungsbuchse (27) zu dem Gehäuseinnenraum (4) hin konisch erweitert.
11. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (27) am Außenumfang ihres vorderen radialen Endabschnittes (36) eine Abstufung (54) aufweist, wobei eine axial nach vorne weisende Ringfläche der Abstufung (54) eine ringförmige Abstützfläche (55) bildet, die sich an einer axial gegenüberliegenden Ge- genabstützflache (56) der Begrenzungswand (12) der Durchgangsöffnung (7) abstützen kann.
12. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (27) in der Durchgangsöffnung (7) bezüglich des Gehäuses (2) zumindest begrenzt axial beweglich aufgenommen ist .
13. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenstangenlager (26) ausschließlich durch den radial eingespannten gummielastischen Ringkörper (47) in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum (4) hin axial festgehalten ist.
14. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbuchse (27) an ihrer dem Gehäuseinnenraum (4) zugewandten Rückseite von einem an der Begrenzungswand (12) der Durchgangsöffnung (7) verankerten Haltering (58) axial flankiert ist, durch den sie axial festgehalten ist, insbesondere in federelastisch nachgiebiger Weise .
15. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche (33) der Führungsbuchse (27) aus mehreren in der Umfangsrichtung des Kolbenstangenlagers (26) verteilten streifenförmigen Flächenabschnitten (33a) besteht, zwischen denen sich jeweils eine zur Längsachse (34) der Führungsbuchse (27) parallele Längsnut (62) erstreckt.
16. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswand (12) der
Durchgangsöffnung (7) durch Urformung aus Aluminiummaterial hergestellt ist und an der Innenumfangsflache (24) der radialen Begrenzungswand (12) mechanisch unbearbeitet ist.
17. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da¬ durch gekennzeichnet, dass er von fluidbetätigbarer Bauart ist, wobei in dem Gehäuseinnenraum (4) an der Kolbenstange
(16) ein Kolben (13) angeordnet ist, der den Gehäuseinnenraum (4) in zwei Gehäusekammern (4a, 4b) axial unterteilt, von de¬ nen wenigstens eine mit einem eine Fluidbeaufschlagung ermög¬ lichenden Steuerkanal (18a, 18b) kommuniziert.
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