DE19802560C2 - Ausgleichszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausgleichszylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Ausgleichszylinder werden unter anderem zur Abstützung des Eigengewichtes von an einem Gelenk an ge­ lenkten Lasten, wie beispielsweise einem Roboterarm oder auch einer schweren Klappe, verwendet. Diese Ausgleichszy­ linder haben in der Regel ein Zylinderrohr, in dem ein Kol­ ben axial verschiebbar geführt ist. Dieser Kolben trägt eine Kolbenstange, die an der zu stützenden Last angreift. Das Zylinderrohr selbst ist über ein geeignetes Lager an einem Gehäuseteil oder ähnlichem abgestützt.

Zur Abstützung von leichteren Lasten, wie beispielswei­ se Heckklappen werden Gasdruckzylinder eingesetzt, wie sie beispielsweise aus der KFZ-Technik bekannt sind.

Bei größeren Lasten werden Hochdruck-Ausgleichszylinder verwendet, bei denen einer der beiden durch den Kolben unterteilten Teil-Zylinderräume mit einem externen Druck­ speicher verbunden ist, so daß eine Kolbenseite, in der Re­ gel die von der Kolbenstange entfernte Kolbenseite mit ei­ nem Druck beaufschlagt ist. Dieser ist so gewählt, daß die auf den Kolben wirkende Kraft etwa die Gewichtskraft der abzustützenden Last, beispielsweise das Gewicht eines Roboterarmes kompensieren kann, so daß zur Bewegung des Ro­ boterarms vergleichsweise geringe Antriebskräfte erforder­ lich sind.

Bei den in der Robotertechnik eingesetzten Ausgleichs­ zylindern wird Öl zur Druckbeaufschlagung des Kolbens ver­ wendet, wobei der als Ausgleichsbehälter wirkende Druckspeicher als Gas-Hydrospeicher ausgeführt ist, durch den mittels einer Gasfüllung das Ölvolumen auf den vorbestimm­ ten Druck gebracht wird.

Derartige Systeme haben den Nachteil, daß zur Montage des externen Ausgleichsbehälters ein erheblicher Bauraum erforderlich ist, zumal der externe Speicher an einer gut sichtbaren Stelle angebracht werden muß, so daß der Druck im Speicher auf einfache Weise kontrollierbar und einstell­ bar ist.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Lösungen ist darin zu sehen, daß für zug- und druckbeaufschlagte Varianten der Ausgleichszylinder unterschiedliche Konstruktionen erfor­ derlich sind, so daß unterschiedliche Zylinderrohrbauarten zur Verfügung gestellt werden müssen. Problematisch ist des weiteren, daß es aufgrund von Undichtigkeiten im System zu Öl-Leckagen kommen kann.

In der US 4,815,718 ist eine Zylinderanordnung offen­ bart, bei der ein kolbenstangenseitiger Zylinderraum mit einem kolbenbodenseitigen Zylinderraum über eine Verbin­ dungsbohrung verbunden ist. Zuar Schmierung eines im Zylin­ der geführten Kolbens ist die Verbindungsbohrung mit einer Düsenöffnung ausgeführt, über die bei einer Verschiebung des Kolbens mit Schmiermittel versetztes Gas angesaugt, versprüht und die Zylinderlaufflächen benetzt werden. Um einen derartigen Sprühnebel realisieren zu können, ist ein gewisser Mindestdüsendurchmesser für die Verbindungsbohrung erforderlich.

Nachteilig bei einer derartigen Lösung ist, daß sich der Düsendurchmesser durch Ablagerungen zusetzt, so daß eine ordnungsgemäße Schmierung nicht gewährleistet ist. Desweiteren ist bei dieser bekannten Lösung ein gewisser Flüssigkeitsspiegel oberhalb der Verbindungsbohrung erfor­ derlich, so daß nur ein stehender Einbau möglich ist.

Aus der US 4,005,763 ist es bekannt, zur Zuführung von Schmiermittel ein Einlegeteil in den Niederdruckraum des Zylinders einzulegen. Bei einer derartigen Lösung besteht die Gefahr, daß durch den unmittelbaren Kontakt des Nieder­ druckraums mit der Umgebung die Gefahr einer Verschmutzung durch das Schmiermittel und die Gefahr von Schmiermittel­ verlusten besteht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ausgleichszylinder zu schaffen, der bei minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand eine hinreichende Schmie­ rung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch einen Ausgleichszylinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, in einen im Ausgleichszylinder in­ tegrierten Druckspeicher ein Einlegeteil einzulegen, über das Schmiermittel zu der Verbindungsbohrung zum Zylinder geführt wird, kann gezielt Schmiermittel in den Mündungsbe­ reich der Verbindungsbohrung gelangen, so daß weder eine vorbestimmte Verbindungsbohrungsgeometrie erforderlich ist, noch die Gefahr eines Zusetzens der Mündung der Verbin­ dungsbohrung besteht. Desweiteren ist die Schmierung bei jeder Einbaulage des Zylinders gewährleistet.

Die Herstellung des Ausgleichszylinders ist vereinfacht und das Eigengewicht ist dadurch verringert, daß als Druckme­ dium ein Gas, beispielsweise Stickstoff verwendet wird. Um die Führungen für die Kolbenstange und den Kolben zu schmieren, wird dieses Druckmittel mit einem vorbestimmten, vergleichsweise geringen Anteil an Schmiermittel, vorzugs­ weise Öl versetzt, so daß eine hinreichende Schmierwirkung gewährleistet ist. Die Verwendung eines Gases hat gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Verwendung eines Öles den Vorteil, daß bei Leckagen keine Verschmutzung des Roboters oder eine Umweltschädigung erfolgen kann.

Besonders bevorzugt wird es, wenn der Druckspeicher durch ein Außenrohr gebildet wird, das das den kolbenauf­ nehmenden Zylinderrohr umgibt, so daß der Druckspeicher in dem Ringraum zwischen Zylinderrohr und Außenrohr ausge­ bildet ist. Bei dieser Konstruktion kann die Verbindung zwischen dem Druckspeicher und dem Zylinderraum durch eine Verbindungsbohrung hergestellt werden, die beispielsweise als Radialbohrung im Zylinderrohr ausgebildet ist.

Bei der Verwendung eines Gas-/Schmiermittelgemisches ist es besonders vorteilhaft, wenn die Verbindungsbohrung an einem unten liegenden Abschnitt des Zylinderrohres aus­ gebildet wird, so daß das vom Gasspeicher in den Zylinder­ raum überströmende Gas Öltröpfchen mitreißen kann, die sich in dem benachbarten, unten liegenden (in Schwerkraftrich­ tung gesehen) Bereich des Druckspeichers angesammelt haben. Im Hinblick auf die angestrebte Verwendung als Zug- und Druckvariante können die stirnseitigen Abschlüsse des Aus­ gleichszylinders durch ein Bodenstück bzw. ein Führungsteil gebildet werden, das dicht mit dem Außenrohr und dem Zylin­ derrohr verbunden ist. Die Verbindungsabschnitte im Bodenstück und im Führungsteil sind dabei identisch ausgebildet, so daß sowohl das Außenrohr als auch das Zylinderrohr wahl­ weise um eine horizontale Achse um 180 Grad verdreht einbaubar ist.

Dieses Baukastenprinzip läßt sich weiter verbessern, wenn beide Böden des Kolbens symmetrisch mit Befestigungs­ abschnitten für die Kolbenstange ausgeführt werden, so daß auch der Kolben um wahlweise 180 Grad versetzt eingebaut werden kann.

Im Bodenstück und im Führungsteil befinden sich vor­ zugsweise identische Anschlußbohrungen zum Anschluß eines Filters/Schalldämpfers oder eines Adapters für eine Gasfül­ leinrichtung.

Vorversuche zeigten, daß sowohl der Kolben als auch die Kolbenstange erheblichen Belastungen ausgesetzt sind, so daß zur Verbesserung der Schmierung am Außenumfang des Kol­ bens und/oder in der Führungsbuchse für die Kolbenstange Ringe angeordnet werden, die aus einem Material mit einem inneren Kapillarsystem bestehen. Als besonders geeignet hat sich dabei Filz erwiesen. Durch dieses Kapillarsystem ist gewährleistet, daß das Schmiermittel innerhalb des Ringes verteilt und an die besonders belasteten Schmierflächen transportiert wird.

Die Schmierwirkung läßt sich weiter verbessern, wenn das Einlegeteil als Filzstreifen ausgeführt wird, der sich von der Verbindungsbohrung zu dem davon entfernten Ende des Gasdruckspeichers erstreckt, so daß gewährleistet ist, daß über das Kapillarsystem im Streifen Öl zum Bereich der Ver­ bindungsbohrung transportiert wird. Dieses Öl wird dann durch das die Verbindungsbohrung durchströmende Gas mitge­ rissen und in den Zylinderraum transportiert.

Die Verschleißfestigkeit des Ausgleichszylinders läßt sich weiter verbessern, wenn die Kolbenstange aus verchrom­ tem oder nitriertem Stahl hergestellt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispie­ le der Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Roboterarms, der mit einem erfindungsgemäßen Ausgleichszylinder abge­ stützt ist;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Ausgleichszylinder zur Abstützung einer drückenden Last und

Fig. 3 einen Ausgleichszylinder zur Abstützung einer ziehenden Last.

Fig. 1 zeigt eine stark vereinfachte, schematische Dar­ stellung eines Roboters 1, dessen Roboterarm 2 mittels ei­ nes Ausgleichszylinders 4 abgestützt ist. Die vom Aus­ gleichszylinder 4 auf den Roboterarm 2 übertragene Kraft ist derart gewählt, daß die Gewichtskraft F des Roboterarms kompensiert wird. Durch diese Abstützung werden die erforderlichen Antriebskräfte zur Bewegung des Roboterarms 2 auf ein Minimum reduziert. In der in Fig. 1 dargestellten Variante ist der Ausgleichszylinder 4 von einer ziehenden Kraft beaufschlagt, die eine Kolbenstange 6 des Ausgleichs­ zylinders 4 aus einem Zylindergehäuse 8 herauszieht. Diese Anlenkung findet man üblicherweise bei der Abstützung von Roboterarmen.

Falls der Ausgleichszylinder 4 in der strichpunktiert angedeuteten Weise am Roboterarm 2 angreift, so wird die Kolbenstange 6 in das Zylindergehäuse 8 hineingedrückt, so daß der Ausgleichszylinder mit einer ziehenden Kraft beauf­ schlagt ist. Der erfindungsgemäße Ausgleichszylinder 4 soll ohne nennenswerte Abänderung der Bauelemente für beide Belastungen einsetzbar sein.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungs­ gemäßen Ausgleichszylinder 4, der zur Abstützung einer drückenden Last vorgesehen ist.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Ausgleichszylinders 4 hat ein Zylinderrohr 10, in dem ein Kolben 12 in Axialrichtung verschiebbar geführt ist. Dieser hat eine Axialbohrung, die in den beiden stirnseitigen Kol­ benböden 14, 16 mündet. Die kolbenbodenseitigen Endab­ schnitte der Axialbohrung sind gegenüber einem mittigen Ge­ windeabschnitt 18 radial zu Aufnahmeabschnitten 20, 21 erweitert. Diese symmetrische Ausgestaltung der Axialboh­ rung ermöglicht es, die Kolbenstange 6 wahlweise in dem in Fig. 2 rechten Kolbenboden 14 oder aber auch am linken Kol­ benboden 16 zu befestigen. Dazu ist die Kolbenstange 6 mit einem radial zurückgesetzten Gewindezapfen 22 und einem Stützabschnitt 24 versehen, die in den Gewindeabschnitt 13 einschraubbar bzw. in den Aufnahmeabschnitt 20, 21 ein­ schiebbar sind, so daß eine biegesteife Verbindung der Kolbenstange 6 mit dem Kolben 12 herstellbar ist. Im Be­ reich der beiden Böden 14, 16 ist der Kolben jeweils zu ei­ nem nabenförmigen Abschnitt 26, 27 zurückgestuft, so daß der Kolben 12 entlang des zwischen den beiden nabenförmigen Abschnitten 26, 27 verbleibenden Teils im Zylinderrohr 10 geführt ist. In diesem verbleibenden Mittelteil des Kolbens 12 sind des weiteren drei axial beabstandete Ringnuten 28, 29 und 30 ausgebildet, die zur Aufnahme von Dichtungs- und Führungsringen dienen. Je nach Anwendungsfrage können dabei beispielsweise PU-Dichtungen, geeignete Führungsringe oder Nut-Ringe eingesetzt werden, die eine gas- und fluiddichte Anlage des Kolbens 12 an dem Innenumfang des Zylinderrohrs 10 gewährleisten.

An dem in Fig. 2 zum linken Kolbenboden 16 weisenden Teil des mittleren Kolbenabschnittes ist des weiteren noch eine Ringnut zur Aufnahme eines Filzringes 32 ausgebildet. Dieser liegt gleitend am Innenumfang des Zylinderrohrs 10 an. Das Filzmaterial ist derart gewählt, daß es ein inneres Kapillarsystem zur Verfügung stellt, über das Schmieröl durch Kapillarwirkung transportiert und somit gleichmäßig entlang des Außenumfangs verteilt wird, so daß eine hinrei­ chende Schmierung der gleitbaren Kol­ ben/Zylinderrohrinnenbohrung gewährleistet ist.

Der Innenraum des Zylinderrohrs 10 wird durch den Kol­ ben 12, der sich in der gezeigten Darstellung in seiner linken Endposition befindet, in einen in dieser Stellung minimalen Zylinderraum 34 und einen ringförmigen Raum 36 unterteilt, der von der Kolbenstange 6 und vom Zylinderrohr 10 begrenzt ist. Die Kolbenstange 6 erstreckt sich durch diesen ringförmigen Raum 36 hindurch, bis zu einem Füh­ rungsteil 38, das den stirnseitigen Abschnitt des Aus­ gleichszylinders 4 bildet. Dieses Führungsteil 38 hat einen als Führungsbuchse 40 ausgebildeten Abschnitt, der von der Kolbenstange 6 durchsetzt wird. In der Axialbohrung der Führungsbuchse 40 sind wiederum drei axial beabstandete Aufnahmenuten 42, 43 und 44 zur Aufnahme von Dichtungs- und Führungsringen (nicht dargestellt) vorgesehen, die eine dichtende Führung der Kolbenstange 6 in der Axialbohrung der Führungsbuchse 40 ermöglichen. Zwischen den beiden Auf­ nahmenuten 42 und 43 ist wiederum eine Ringnut zur Aufnahme eines Filzrings vorgesehen, der bei der gezeigten Ausfüh­ rungsform jedoch nicht erforderlich ist. Die Kolbenstange 6 ragt aus dem Führungsteil 38 hervor und hat an ihrem aus­ kragenden Ende ein Befestigungsgewinde 48 zur Verbindung mit dem nicht gezeigten Roboterarm.

Die von der Kolbenstange 6 durchsetzte Axialbohrung des Führungsteils 38 ist an der zum Zylinderrohr 10 weisenden Seite des Führungsstücks 38 in Radialrichtung erweitert, so daß eine Innenschulter 50 gebildet wird, die den Endab­ schnitt des Zylinderrohrs 10 umgreift, so daß das Führungs­ stück 38 durch geeignete Befestigungsmittel mit dem Zylin­ derrohr 10 verbindbar ist. Die Stirnfläche 52 des radial erweiterten Teils der Axialbohrung bildet somit einen stirnseitigen Endabschnitt des Ringraums 36. Das Führungs­ teil 38 ist über die Innenschulter 50 hinaus radial erwei­ tert, so daß am Außenumfang des Führungsteils 38 eine Außenschulter 54 gebildet wird, die beim gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel in Axialrichtung gegenüber der Innenschulter 50 vorsteht, so daß ein umlaufender Befestigungs- und Dich­ tungsabschnitt für ein Außenrohr 56 gebildet wird. Die Ver­ bindung zwischen dem Führungsteil 38 und dem Außenrohr 56 erfolgt über durchgehende Radialbohrungsabschnitte 60, in die ein geeignetes Befestigungsmittel, beispielsweise einen Einziehsprengring eingebracht werden können. Die Außen­ schulter 58 ist in der Darstellung nach Fig. 2 nach rechts über das Außenrohr 56 hinaus verlängert. In diesem verlän­ gerten Abschnitt mündet eine Anschlußbohrung 62, die als Winkelbohrung mit einem Radialbohrungsteil 64 und einem Axialbohrungsteil 66 ausgeführt ist. Letzterer mündet im ringförmigen Raum 36, während der Radialbohrungsteil 66 am Außenumfang des Befestigungsteils 38 mündet. In diesem Be­ reich der Anschlußbohrung 62 ist ein Innengewinde ausgebil­ det, in das beim gezeigten Ausführungsbeispiel ein Luftfil­ ter 68 eingeschraubt ist, der auch als Schalldämpfer wirkt. Das Zylinderrohr 10 und das Außenrohr 56 sind mit etwa gleicher Axiallänge ausgeführt, so daß ein Ringraum 70 aus­ gebildet wird, der einerseits von dem Führungsteil 38 und andererseits von einem Bodenstück 72 abgeschlossen ist, das auch den ringförmigen Raum 36 begrenzt.

Das Bodenstück 72 ist in identischer Weise wie das Füh­ rungsteil 38 mit einer Innenschulter 74 und einer Außenschulter 76 versehen, die im wesentlichen die gleichen Ab­ messungen wie das Schultern 54, 50 des Bodenteils 38 auf­ weisen. Das heißt, der linke Endabschnitt des Zylinderrohrs 10 ist an der Innenschulter 74 des Bodenstücks 72 und der linke Endabschnitt des Außenrohrs 56 ist an der Außenschul­ ter 76 des Bodenstücks 72 befestigt. Die Befestigungs- und Dichtmittel sind ebenfalls in der gleichen Weise ausge­ führt, so daß auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet werden kann.

Das Bodenstück 72 weist darüber hinaus eine Anschluß­ bohrung 78 auf, die einen Radialbohrungsabschnitt 80 und einen Axialbohrungsabschnitt 82 aufweist. Der Radialboh­ rungsabschnitt 80 hat vorzugsweise den gleichen Durchmesser wie der Radialbohrungsteil 64 der Anschlußbohrung 62 im Führungsteil 38. Der Axialbohrungsabschnitt 82 mündet ei­ nerseits stirnseitig im Zylinderraum 34 und andererseits am Außenumfang des Bodenstückes. Im Bereich des Außenumfangs ist im Radialbohrungsabschnitt 80 ein Gewinde ausgebildet, in das ein Adapter 84 einschraubbar ist. Dieser Adapter hat einen Hochdruckanschluß 86, der mit einer gestrichelt ange­ deuteten Verschlußkappe 88 verschlossen ist. Über den Hoch­ druckanschluß 86 läßt sich der Zylinderraum 34 über die An­ schlußbohrung 78 und eine Axialbohrung 90 des Adapters 84 mit Gas, beispielsweise Stickstoff befüllen. Zur Kontrolle des Gasdruckes kann der Adapter mit einer Radialgewindeboh­ rung 91 zum Anschluß eines Manometers (nicht gezeigt) ver­ sehen werden. Der Gasdruck im Zylinderraum 34 läßt sich durch eine Berstscheibe 92 begrenzen, die in einer weiteren Radialbohrung des Adapters 84 aufgenommen ist.

Das Bodenstück 72 hat des weiteren noch eine Lagerauf­ nahme 94, die zur Aufnahme eines Lagers zur Anlenkung des Ausgleichszylinders 1 am Robotergehäuse dient. Eine derar­ tige Lagerung kann beispielsweise durch eine Pendelrollen­ lageranordnung realisiert werden.

Die Verbindung zwischen dem Außenrohr 96 und dem Boden­ stück 72 bzw. dem Führungsteil 40 erfolgt über geeignete Verbindungsmittel, beispielsweise einen Einziehsprengring 75.

Im Bereich der Innenschulter 74 ist am Zylinderrohr 10 eine Verbindungsbohrung 96 ausgebildet, durch die der Ring­ raum 70 mit dem Zylinderraum 34 verbunden ist.

Wie des weiteren aus Fig. 2 entnehmbar ist, ist in den Ringraum 70 ein Filzstreifen 98 eingelegt, der sich von der Verbindungsbohrung 96 zum Führungsteil 38 hin erstreckt, so daß praktisch die gesamte Axiallänge des Ringraums 70 durch den Streifen 98 ausgefüllt ist. Das Kapillarsystem des Filztreifens bewirkt, daß stets Öl aus dem Ringraum 70 hin zur Verbindungsbohrung geführt wird, so daß Öltröpfchen beim Überströmen des Gases vom Ringraum 70 in den Zylinder­ raum 34 mitgerissen werden.

Vor Inbetriebnahme des Ausgleichszylinders 4 wird ein vorbestimmtes Ölvolumen in den Ringraum 70 eingefüllt und die Verschlußkappe 88 vom Adapter 84 entfernt und ein externer Druckspeicher angeschlossen, so daß Stickstoff mit hohem Druck, beispielsweise bis zu 170 bar zugeführt werden kann. Das Gas tritt durch den Adapter 84 und die Anschluß­ bohrung 78 hindurch in den Zylinderraum 34 und von dort durch die Verbindungsbohrung 96 in den Ringraum 70 ein. Der Druck im Ausgleichszylinder 4, das heißt in dem als Gas­ speicher wirkenden Ringraum 70 und im Zylinderraum 34, ist so gewählt, daß der am Befestigungsabschnitt 48 angelenkte Roboterarm in eine Grundposition angehoben wird und somit das Gewicht des Roboterarms kompensiert ist. Die beim Anheben des Roboterarms und der damit verbundenen Kolbenbewegung nach rechts aus dem ringförmigen Raum 36 verdrängte Luft tritt durch die Anschlußbohrung 62 und den Luftfilter 68 aus dem Ausgleichszylinder 4 aus, wobei das Ausströmgeräusch durch den Luftfilter 68 gedämpft wird. Bei einer Rückbewegung des Roboterarms 2 durch entsprechende Ansteuerung des Roboters wird das Stickstoff/Ölgemisch durch die Kolbenbewegung aus dem Zylinderaum 34 durch die Verbindungsbohrung 96 hindurch in den Ringraum 70 zurückgedrängt. Dabei wird Umgebungsluft durch den Luftfilter 68 und die Verbindungsbohrung 62 hindurch in den ringförmigen Raum 36 angesaugt, wobei das Ansauggeräusch ebenfalls gedämpft wird. Im stationären Zustand wird sich das Öl in einem unten liegenden Abschnitt 100 des Ring­ raumes 70 ansammeln, so daß dieses über das Kapillarsystem des Filzstreifens 98 hin zur Verbindungsbohrung 96 transportiert wird. Beim Ausfahren der Kolbenstange 6 wird in der vorbeschriebenen Weise Gas durch die Verbindungsboh­ rung 96 aus dem Ringraum 70 in den Zylinderraum 34 austre­ ten und dabei Öltröpfchen mitreißen, die dann über den Filzstreifen 32 am Außenumfang des Kolbens 12 verteilt wer­ den, so daß ein hinreichender Schmierfilm zwischen der Gleitpaarung Kolben 12/Zylinderrohr 10 ausgebildet ist. Da es beim Durchströmen der Verbindungsbohrung 98 zu Grafi­ tätseffekten kommen kann, müssen die Kolbenstange 6 und der Kolben aus einem geeigneten, hochbeständigen Material, wie beispielsweise verchromtem, titannitrid beschichtetem oder nitriertem Stahl hergestellt werden. Der Durchmesser der Bohrung 96 ist derart gewählt, daß die Stickstoffströ­ mungsgeschwindigkeit hinreichend ist, um durch dynamische Effekte Öltröpfchen aus dem Ringraum 70 mitzureißen.

Der in Fig. 2 dargestellte, auf Druck beanspruchte Aus­ gleichszylinder 4 läßt sich auf einfache Weise für Zugbela­ stungen umbauen, indem der Kolben 12 um eine Horizon­ talachse um 180 Grad gedreht und die Kolbenstange 6 dann in den Aufnahmeabschnitt 21 eingeführt wird. Des weiteren muß das Zylinderrohr 10 um 180 Grad gedreht werden, so daß die Verbindungsbohrung 96 im Bereich des Bodenteils 38 angeord­ net ist. Eine weitere erforderliche Änderung ist der gegenseitige Austausch des Luftfilters 68 mit dem Adapter 84, so daß der Luftfilter 68 in das Bodenstück 72 und der Adapter 84 in das Führungsteil 38 eingeschraubt werden.

Ein derartiger, für Zugbeanspruchungen ausgelegter Ausgleichszylinder 4 ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Ausführungsform wird üblicherweise bei Robotern zur Abstüt­ zung des Roboterarms 2 eingesetzt.

Wie aus Fig. 3 entnehmbar ist, ist nunmehr die Verbin­ dungsbohrung 96 am rechten Endabschnitt des Ringraums 70 ausgebildet, so daß entsprechend auch der Filzstreifen 98 gegenüber der Einbaulage in Fig. 2 um 180 Grad verdreht werden muß. Bei dieser Variante ist ein Filzstreifen 46 in die vorgesehene Ringnut eingelegt, so daß die Kolbenstange 6 entlang ihres Umfangs mit Öl benetzt wird.

Beim Befüllen des Ausgleichszylinders 4 über den Adap­ ter 84 wird das Gas durch die Anschlußbohrung 62 hindurch in den ringförmigen Raum 36 und von dort über die Verbin­ dungsbohrung 96 in den Ringraum 70 eingeführt. Der Zylin­ derraum 34 ist über die Anschlußbohrung 78 und den Luftfil­ ter 68 mit der Umgebung verbunden, so daß stets Luft ver­ drängt oder von der Umgebung angesaugt werden kann. Bei dieser Variante wirkt somit das Gas im Ringraum 70 gegen ein Ausfahren der Kolbenstange 6 aus dem Zylinderrohr 10, so daß ein ziehendes Gewicht kompensiert werden kann. Bei dieser Konstruktionsvariante wird der Filzring 46 durch die mitgerissenen Öltröpfchen mit Öl getränkt, so daß der Außenumfang der Kolbenstange hinreichend mit Öl versorgt ist.

Der Ölgehalt im Ringraum 70 ist so gewählt, daß sämtli­ che Führungsstellen hinreichend mit Öl versorgbar sind, so daß die Schmierung und Kühlung der Gleitpaarungen gewähr­ leistet ist.

Das Bodenstück 72 zum seitlichen Abschluß der Rohre 56, 10 und die Lageraufnahme 94 können auch als getrennte Bau­ teile ausgeführt sein, wobei die Lageraufnahme beispielsweise in das Bodenstück eingeschraubt wird.

Eine weitere Abwandlung kann darin bestehen, daß der Adapter 84 in eine Durchgangsbohrung des Außenrohres 56 eingesetzt wird und die Verbindung zum Raum 36 über einb Bohrungssystem (beispielsweise Winkelbohrungen) im Boden­ stück 72 bzw. im Führungsteil 40 hergestellt wird.

Zur Vereinfachung des Baukastensystems kann die Kolben­ stange 6 an beiden Endabschnitten mit den gleichen Kopp­ lungsabschnitten versehen werden, wobei anstelle einer Ge­ windeverbindung auch eine Rast-/Schnappverbindung oder ähn­ liches verwendbar ist.

Offenbart ist ein Ausgleichszylinder, bei dem der Druckspeicher ins Zylindergehäuse integriert ist und als Druckmedium vorzugsweise ein Gemisch aus Gas und Schmier­ mittel verwendet wird.

Claims (10)

1. Ausgleichszylinder mit einem in einem Zylinderrohr (10) geführten, eine Kolbenstange (6) tragenden Kolben (12), durch den ein Zylinderraum in einen kolbenstangenseitigen, ringförmigen Raum (36) und einen kolbenbodenseitigen Zylinderraum (34) getrennt ist, wobei einer der beiden Zylinderräume (34, 36) über eine Verbindungsbohrung (96) mit einem Druckspeicher (70) verbunden ist und das Zylinderrohr (10) zumindest abschnittsweise eine Gehäusewandung des Druckspeichers (70) ist, und wobei der Druckspeicher (70) mit einem Gemisch aus Gas, vorzugsweise Stickstoff, und Schmiermittel, vorzugsweise Öl, gefüllt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Druckspeicher (70) ein Einlegeteil (98) eingelegt ist, über das Schmiermittel zur Verbindungsbohrung führbar ist.

2. Ausgleichszylinder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (10) von einem Außenrohr (56) umgeben und der Druck­ speicher in einem zwischen Außen- und Zylinderrohr (10, 56) ausgebildeten Ringraum (70) angeordnet ist, der über die Verbindungsbohrung (96) im Zylin­ derrohrmantel mit einem der beiden Räume (34, 36) verbunden ist.

3. Ausgleichszylinder nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsbohrung (96) an einer in Einbauposition des Ausgleichszy­ linders (4) in Schwerkraft Richtung unten liegenden Position (100) eines Rohr­ mantelkreises ausgebildet ist.

4. Ausgleichszylinder nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die stirnseitigen Abschlüsse des Ringraums (70) und der vom Zy­ linderrohr begrenzten Räume (34, 36) durch ein Bodenstück (72) und ein Füh­ rungsteil (38) gebildet sind, wobei am Führungsteil (38) eine Führungsbuchse (40) für die Kolbenstange (6) ausgebildet ist.

5. Ausgleichszylinder nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bodenstück (72) und im Führungsteil (38) Anschlußbohrungen (62, 78) ausgebildet sind, die jeweils einerseits in einem der Zylinderräume (34, 36) und andererseits am Außenumfang des Bodenstückes (72) bzw. des Führungteils (38) münden.

6. Ausgleichszylinder nach den Patentansprüchen 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsbohrung (96) benachbart zum Bodenstück (72) oder zum Führungsteil (38) ausgebildet ist.

7. Ausgleichszylinder nach einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12) in beiden Kolbenböden (14, 16) Aufnah­ men (20, 21) zur wahlweisen Befestigung der Kolbenstange (6) hat und daß die Befestigungsabschnitte für das Zylinderrohr (10) bzw. das Außenrohr (56) im Bodenstück (72) und im Führungsteil (38) identisch ausgeführt ist.

8. Ausgleichszylinder nach den Patentansprüchen 3 und 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Führungsbuchse (40) ein die Kolbenstange (6) um­ greifender Ring (46) und am Außenumfang des Kolbens ein Ring (32) aus ei­ nem ein Kapillarsystem bildenden Material, vorzugsweise Filz, angeordnet sind.

9. Ausgleichszylinder nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlegeteil ein ebenfalls aus dem Material gebildeter Streifen (98) ist, der sich vom Mündungsbereich der Verbindungsbohrung (96) hin zum davon entfernten Endabschnitt des Ringraumes (70) erstreckt.

10. Ausgleichszylinder nach einem der Patentansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Kolbenstange (6) aus verchromtem, mit Titannitrid beschichtetem oder nitriertem Stahl hergestellt ist.