DE19523764A1

DE19523764A1 - Pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit

Info

Publication number: DE19523764A1
Application number: DE1995123764
Authority: DE
Inventors: Eberhard Gall
Original assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Current assignee: Schlattl Werner Bavaria Tech
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1997-01-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben-Zylinder-Einheit gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

Pneumatische Kolben-Zylinder-Einheiten, insbesondere auch solche zum Betätigen von Schweißzangen sind an sich bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Schweißzangen geeignete Kolben-Zylinder-Einheit aufzuzeigen, die sich durch geringe Ansprechzeiten sowie durch eine hohe Standzeit auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Kolben-Zylinder-Einheit entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit eignet sich besonders als Betätigungselement für Schweißzangen und dabei speziell auch für solche bei Schweißrobotern.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist nicht nur der Kolben im Zylinderkörper mit äußerst geringer Reibung geführt, wodurch sich reproduzierbare Verhältnisse, d. h. stets gleiche Kräfte sowie ein Verklemmen der Kolben-Zylinder-Einheit bei Querkräften vermieden wird, sondern durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird zugleich auch eine elektrische bzw. galvanische Trennung zwischen Zylinder und der Kolbenstange erreicht, so daß ohne weitere elektrische Isolation die Kolben-Zylinder-Einheit als Betätigungselement zwischen zwei Schweißarmen oder Pinolen bzw. Pinolenelementen einer Schweißzange angeordnet werden kann.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in sehr vereinfachter Darstellung eine Punktschweißzange mit einen Pneumatik- Zylinder;

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung den Pneumatik-Zylinder gemäß der Erfindung.

Die in der Fig. 2 dargestellte Kolben-Zylinder-Anordnung 24 ist insbesondere als Betätigungselement für Punktschweißzangen bzw. für Schweißzangen für das Widerstandsschweißen geeignet und besteht im wesentlichen aus einem Zylinderkörper 1 und einem in diesen Zylinderkörper axial verschiebbaren Kolben 2 mit Kolbenstange 3.

Der Zylinderkörper 1 bildet den an einer Seite durch den beweglichen Kolben 2 geschlossenen Zylinderraum 4 und besteht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. An der Innenfläche ist der Zylinderkörper 1 koatiert oder durch andere Behandlung mit einer keramikartigen Oberflächenschicht 5 versehen, und anschließend an der Innenfläche gehohnt oder geleppt, so daß sich eine glatte, hoch gleitfähige Zylinderinnenfläche ergibt.

Der Kolben 2 weist an seinem Umfang mehrere Nuten 7 auf. In wenigstens eine dieser Nuten ist ein Führungs- oder Gleitring 8 eingesetzt, der zumindest an seinem außenliegenden, mit der Innenfläche des Zylinderkörpers bzw. mit der Schicht 6 zusammenwirkenden Bereich aus Keramik besteht. Zusätzlich zu dem Gleitring 8 sind weitere, den Zylinderraum 4 im Bereich des Kolbens 2 abdichtende Dichtungsringe 9 vorgesehen, die dann im wesentlichen nur Dichtungs- und keine Gleitfunktion haben. Der Kolben 2 und die Kolbenstange 3 bestehen beispielsweise ebenfalls aus Aluminium oder der Aluminiumlegierung.

An der dem Boden 5 abgewandten Seite des Zylinderkörpers 1 ist die Kolbenstange 3, die an ihrer Außenfläche ebenfalls koatiert oder auf andere Weise mit einer keramikartigen Schicht 10 versehen ist, in einem Linear-Lager 11 gleitend geführt. Dieses Linear-Lager besteht im wesentlichen aus einem die Kolbenstange 3 umschließenden Keramik-Ring 12, der in einer Aufnahme 13 eines den Zylinderkörper 1 an seiner dem Boden 5 gegenüberliegenden Seite abschließenden Deckels angeordnet ist. Durch die koatierte oder mit einer keramikähnlichen Beschichtung 6 bzw. 10 versehenen Innenfläche des Zylinderkörpers 1 bzw. Außenfläche der Kolbenstange 3 sowie durch den keramischen Gleitring 8 und das keramische Linearlager 11 weist die Kolben-Zylinder-Anordnung 24 eine hohe Lebensdauer auf und ist extrem leichtgängig, so daß sich insbesondere auch für Stellvorgänge extrem kleine Hysterese-Effekte ergeben.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Linearlager 11 als Luftdrucklager bzw. pneumatostatisches Lager ausgeführt. Hierfür wird Druckluft in den Lagerspalt zwischen der Außenfläche der Kolbenstange 3 und der Innen- bzw. Lagerfläche des Keramikringes 12 eingeleitet, und zwar beispielsweise über Druckluftanschlüsse 15 und eine Ringnut 16 an der Innenfläche des Keramikringes 12. Für die austretende Druckluft ist der dem Deckel 14 zugewandte Teil des Innenraumes des Zylinderkörpers bei 17 entlüftet.

In der Figur ist 1 eine sogenannte X-Schweißzange 18 zum Punktschweißen bzw. Widerstandsschweißen von Blechen 19 oder anderem Schweißgut. Die Schweißzange besteht aus zwei sich scherenartig kreuzenden Schweißzangenarmen 20 und 21, die an einem Gelenk 22 gelenkig miteinander verbunden sind. An einem Ende ist jeder Schweißarm 20 und 21 mit dem einen Ende einer Pinole 23 verbunden, die an ihrem anderen Ende eine Schweißelektrode oder Polkappe 24′ trägt.

Die den Pinolen 24 entfernt liegenden Enden der Schweißzangenarme 20 und 21 sind über ein Betätigungselement verbunden, welches zum Öffnen und Schließen der Schweißzange dient und von der pneumatischen Kolben-Zylinder-Anordnung 24 der Fig. 2 gebildet ist.

Die speziellen Vorteile der Kolben-Zylinder-Anordnung 24, insbesondere auch bei ihrer Verwendung als Betätigungselement bei Schweißzangen lassen sich, wie folgt, zusammenfassen:
Besonders hohe Leichtgängigkeit bzw. kein "Stick-Slip-Verhalten" Geringer Verschleiß wegen der Leichtgängigkeit auch kein Verklemmen des Kolbens 2 bei auf die Kolbenstange 3 einwirkende Querkräfte, d. h. bei Kräften radial oder quer zur Achse der Kolbenstange; elektrische bzw. galvanische Trennung zwischen Zylinderkörper 1 und Kolbenstange 3; hohe Geschwindigkeit bei Ansprechen der Kolben-Zylinder-Einheit, d. h. geringe Verzögerungen; reproduzierbare Schweißkräfte.

Bezugszeichenliste

1 Zylinderkörper
2 Kolben
3 Kolbenstange
4 Zylinder- oder Arbeitsraum
5 Boden
6 Schicht
7 Nut
8 Gleitring
9 Dichtungsring
10 Schicht
11 Linearlager
12 Keramikring
13 Aufnahme
14 Deckel
15 Druckluftanschluß
16 Ringnut
17 Entlüftung
18 Schweißzange
19 Blech
20, 21 Schweißarm
22 Gelenk
23 Pinole
24 Kolben-Zylinder-Anordnung

Claims

1. Pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit, bestehend aus einem Zylinderkörper (1) und einen in dem Zylinderkörper (1) axial verschiebbaren Kolben (2) mit Kolbenstange (3), wobei der Kolben (2) wenigstens einen Arbeits- oder Zylinderraum (4) begrenzt und die Kolbenstange in einem Linearlager (11) am Zylinderkörper (1) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (1) an seiner mit dem Kolben (2) zusammenwirkenden Innenfläche mit einer Gleitschicht (6) versehen ist, die aus Keramik oder einem keramikartigen Material und/oder durch Hartkoatieren hergestellt ist, daß die Kolbenstange (3) zumindest an ihrem mit dem Linearlager (11) zusammenwirkenden Teil ihres Umfangs mit einer Gleitschicht (10) versehen ist, die aus Keramik oder einem keramikartigen Material besteht und/oder durch Hartkoatieren hergestellt ist, daß am Kolben (5) wenigstens ein Gleitring (8) vorgesehen ist, der zumindest an seinem gegen die Innenfläche des Zylinderkörpers (1) anliegenden Teilbereich aus Keramik besteht, und daß das Linearlager (11) zumindest an der mit der Kolbenstange (3) zusammenwirkenden Fläche aus Keramik besteht.

2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper (1) aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung besteht, und daß die Gleitschicht (6) durch Koatieren oder elektrolytisch erzeugt ist.

3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht durch Aufsprühen und/oder Tauchen und/oder Aufdampfen und/oder Spattern und/oder durch chemisches Abscheiden und/oder auf elektrolytischem Wege erzeigt ist.

4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht nach dem Aufbringen oberflächenbearbeitet, beispielsweise gehohnt oder geleppt ist.

5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Linearlager (11) ein pneumostatisches Lager ist.

6. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Betätigungselement einer Punktschweißzange (18) bildet.