CH633864A5

CH633864A5 - Piston/cylinder unit

Info

Publication number: CH633864A5
Application number: CH391078A
Authority: CH
Inventors: Kurt Stoll
Original assignee: Festo Maschf Stoll G
Priority date: 1977-04-27
Filing date: 1978-04-12
Publication date: 1982-12-31
Also published as: FR2389019B1; DE2718639C2; IT1093921B; FR2389019A1; DE2718639A1; SE7804755L; IT7821661A0; GB1600081A; ES469171A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine pneumatische oder hydraulische, einseitig beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit, bei der zwischen dem Kolben und dem an einer Seite durch einen Zylinderdeckel abgeschlossenen Zylinder eine Rückholfeder vorgesehen ist.

Derartige üblicherweise verwendete Kolben-Zylinder-Ein-heiten besitzen einen kreisförmigen bzw. kreisringförmigen Querschnitt und eine kreisförmige Schraubenfeder, die bei nicht vorhandenem Druckmedium den Kolben in seine Ausgangslage zurückdrängt. Derartige Kolben-Zylinder-Ein-heiten sind in vielen Fällen zu grossbauend, d.h. sie nehmen einen erheblichen Platz in Anspruch. Sie sind deshalb insbesondere in der Feinmechanik, also bei solchen Geräten wie

Nähmaschinen, bei denen es auf eine besonders platzsparende Anordnung der kleinen und kleinsten Teile ankommt, nicht geeignet. Ein kreisförmiger Zylinder nimmt in einer Anordnung, die im wesentlichen aus flachen Hebeln,

Rädern, Gestängen oder dgl. besteht, zu viel Raum ein, wobei der zwischen runden und eckigen Teilen liegende freie Raum nicht genutzt werden kann.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Kolben-Zylinder-Einheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die in platzsparender Weise insbesondere in feinmechanischen Geräten, Maschinen und dgl. einsetzbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass der Kolben und der Zylinder, im Querschnitt gesehen, jeweils ein längliches Rechteck bilden und dass die Rückholfeder eine entsprechende vierkantig gewickelte Schraubenfeder ist.

Eine derartige rechteckige Kolben-Zylinder-Einheit passt sich also in idealer Weise den gegebenen Verhältnissen bei feinmechanischen Geräten an, d.h. die Einheit kann unmittelbar und in geringstem Abstand parallel zu den vorhandenen Gestängen u. dgl. angeordnet werden, ohne dass ein nicht auszufüllender Leerraum entsteht. Da die Rückholfeder vierkant gewickelt ist, kann die Kolben-Zylinder-Einheit sehr schmal gemacht werden, was mit einer zylindrischen Schraubenfeder nicht möglich wäre. Die Einheit kann also sehr schlank gemacht werden, so dass sie je nach Bedarf in die vorhandene Mechanik integriert werden kann. Die erfin-dungsgemässe Konstruktion bringt eine grosse Führungsfläche einschliesslich einer präzisen Führung mit sich, und es ist gewährleistet, dass sich keines der Teile gegen das andere verdrehen kann. Insbesondere ist auch die Rückholfeder formschlüssig nach allen Seiten gehalten, so dass stets die gleichen Bedingungen vorhanden sind.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinder-Einheit, gemäss einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Kolben-Zylinder-Einheit II, die pneumatisch oder hydraulisch einseitig beaufschlagbar ist, dient im wesentlichen zum Einsatz in feinmechanischen Geräten, Apparaten, Maschinen und dgl., wie beispielsweise Nähmaschinen, um eine platzsparende und an die vorhandene Mechanik anzupassende Anordnung zu erreichen, bei der zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit II und den anderen mechanischen Teilen, wie Hebeln, Gestängen, Scheiben, Rädern und dgl. im wesentlichen kein ungenutzter Leerraum vorhanden ist. Die Kolben-Zylinder-Einheit II bildet deshalb im Querschnitt bzw. aussenum-fangsseitig ein längliches, gegebenenfalls sehr schmales, schlankes Rechteck. Der Zylinder (12) besteht aus einem auf Länge geschnittenen und mit den entsprechenden Aussenab-messungen versehenen Rechteckhohlprofil, das an einer Seite durch einen rechteckigen Deckel (13) abgedeckt ist. Im Deckel (13) ist eine Bohrung (14), die aussenseitig in einen nicht dargestellten Druckmediumanschluss mündet.

Auch der Kolben (17) ist aus einem auf Länge geschnittenen Rechteckhohlprofil hergestellt, das an einem Ende mit einem Boden (18) abgedeckt ist. Das Rechteckhohlprofil des Kolbens (17) besitzt derartige Abmessungen, dass es unter Bildung eines schmalen und gleichmässig umlaufenden Spaltes (19) in das Rechteckhohlprofil des Zylinders (12) ein2

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schiebbar ist. Die Längen von Zylinder und Kolben können gleich oder unterschiedlich sein. Kolben (17) und Zylinder (12) sind also im Längsschnitt U-förmig, d.h. im ganzen hauben- oder topfförmig ausgebildet. Diese Konstruktionsart bedingt, dass Kolben und Kolbenstange zusammenfallen, d.h. ein integrales Bauelement bilden.

Der Kolben (17), der mit seinem offenen Ende (21) in den Zylinder ( 12) eingeschoben ist, ist aufgrund der rechteckigen Gesamtanordnung mittels einer grossen Führungsfläche unverdrehbar gehalten und präzise geführt. An einem vorderen Bereich, d.h. an einem dem offenen Ende (21) zugewandten Bereich, der ständig innerhalb des Zylinders (12) angeordnet ist, besitzt der Kolben (17) einen aussenumfangsseitig umlaufenden Dichtungsstreifen (22), der am Aussen-umfang (23) des Vierkantprofils des Kolbens (17) aufvulkanisiert ist und der sich dichtend an die Innenfläche (24) des Zylinders ( 12) anlegt.

Innerhalb des durch den Kolben (17) und den Zylinder (12) gebildeten veränderlichen Druckmediumraumes (26) ist eine Zugfeder (27) angeordnet, die die Form einer Schraubenfeder besitzt, die jedoch im Gegensatz zu den üblichen Schraubenfedern länglich vierkantig gewickelt ist. Die Vierkantfeder (27) besitzt dabei Aussenabmessungen, die etwa den Innenabmessungen des Kolbens (17) entsprechen, so dass sie innerhalb des Kolbens (17) satt und unverdrehbar unter Bildung einer grossen Führungsfläche gehalten ist. Die als Rückholfeder wirkende Vierkant-Zugfeder (27) ist mit ihrem einen Ende am Kolbenboden (18) und mit ihrem anderen Ende am Zylinderdeckel (13) in geeigneter Weise befestigt. Es versteht sich, dass der Boden (18) und der Deckel ( 13) am Kolben (17) bzw. am Zylinder (12) in geeigneter Weise druckdicht angebracht sind. Es ist beispielsweise auch möglich, den Zylinder oder den Kolben durch Tiefziehen einstückig herzustellen.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung hervorgeht, sind bei der erfindungsgemässen Kolben-Zylinder-Einheit II also alle Teile in ihren Aussenabmessungen länglich recht-eckförmig und derart ausgebildet, dass sie im wesentlichen genau ineinander passen, so dass kein unnötig grosses Spiel besteht. Die ebenfalls in erfindungsgemässer Weise vierkantig ausgebildete Rückstell- bzw. Rückholfeder (27) ermöglicht es, die Kolben-Zylinder-Einheit II sehr schlank, d.h. sehr schmal auszubilden. Bei einem Einsatz der Kolben-s Zylinder-Einheit II beispielsweise in einer Nähmaschine kann in nicht dargestellter Weise am Kolbenboden 18 ein Messer zum Abschneiden von Fäden befestigt sein, das mittels der Einheit II beim Zuführen von Druckmedium betätigt wird.

io Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind also sowohl der Kolben als auch der Zylinder im Längsschnitt U-förmig ausgebildet und greifen mit ihren einander zugewandten offenen Enden ineinander. Dabei ist die Vierkantfeder am Kolbenboden und/oder am Zylinder-i5 deckel gehalten; sie erstreckt sich also durch die gesamte Einheit und ist als Zugfeder ausgebildet. Diese Anordnung schafft nicht nur einen grossen Druckraum, sondern macht gleichzeitig auch einen grossen Hub möglich. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Kolben und Kolbenstange zusam-20 menfallen, also ein integrales Element bilden. Des weiteren sind bei dieser Bauart Kolben und/oder Zylinder in einfacher Weise aus einem handelsüblichen Rechteckprofil herstellbar, das entsprechend auf Länge geschnitten und dann mit dem Kolbenboden und dem Zylinderdeckel versehen 2s wird. Auch deswegen, weil nur ein Zylinderdeckel vorhanden ist, an dem der Druckmediumanschluss vorgesehen sein kann, ergibt sich eine einfache Herstellung, ausserdem können die Dichtprobleme gut gemeistert werden. Zur Abdichtung des Druckraumes nach aussen kann der Kolben 30 aussenumfangsseitig mit einer aufvulkanisierten umlaufenden Streifendichtung versehen sein.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erläuterten Ausführung besteht darin, dass bei gleich grosser erforderlicher Auflagefläche viel mehr Kraft gegenüber einer zylindrischen Ein-35 heit aufgebracht bzw. bei gleich grosser aufgebrachter Kraft ein grosser Teil der zum Aufstellen des Zylinders erforderlichen Grundfläche eingespart werden kann, wenn man eine schmale Seitenfläche des Zylinders als Auflagefläche verwendet, den Zylinder also hochkant stellt.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

633864 PATENTANSPRÜCHE

1. Pneumatische oder hydraulische, einseitig beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit, bei der zwischen dem Kolben und dem an einer Seite durch einen Zylinderdeckel abgeschlossenen Zylinder eine Rückholfeder vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (17) und der Zylinder (12), im Querschnitt gesehen, jeweils ein längliches Rechteck bilden und dass die Rückholfeder eine entsprechend vierkantig gewickelte Schraubenfeder (27) ist.

2. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Zugfeder (27) ist.

3. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (17) hohl ist und mit seiner offenen Seite zum Zylinderdeckel ( 13) weist und dass im Kolbeninneren die einen rechteckigen Wicklungsquerschnitt aufweisende Schraubenfeder angeordnet ist, welche als Zugfeder (28) ausgebildet ist.

4. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (17) und der Zylinder (12) im Längsschnitt U-förmig ausgebildet sind und mit ihren zugewandten offenen Enden in - bzw. überein-andergreifen, wobei der Kolben an dem dem Zylinderdeckel (13) abgewandten Ende durch einen Kolbenboden (18) abgeschlossen ist.

5. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (12) und/oder der Kolben (17) aus einem ablängbaren Rechteckhohlprofil hergestellt ist bzw. sind, auf dessen jeweils eines Ende der Zylinderdeckel (13) bzw. der Kolbenboden (18) aufgebracht ist.

6. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit der Kolbenstange ein integrales Bauelement bildet.

7. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vierkantfeder (27) einerseits am Kolbenboden (18) und andererseits am Zylinderdeckel (13) angreift.

8. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vierkantfeder (27) am Zylinderdeckel (13) und/oder am Kolbenboden (17) befestigt ist.

9. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderdeckel (13) der Druckmediumanschluss (14) vorgesehen ist.

10. Kolben-Zylinder-Einheit nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kolben (17) und Zylinder ( 12) eine umlaufende Dichtung (22) vorgesehen ist, die an einem der beiden Teile befestigt ist.

11. Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Dichtung (22) an einem vorderen, im Zylinder (12) angeordneten Bereich auf den Kolben (17) aufvulkanisiert ist.