-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fluiddruckzylinder
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Fluiddruckzylinder
weisen üblicherweise Sensorbefestigungsnuten
auf, die in den Außenflächen eines
Zylinderrohres ausgebildet sind und in denen jeweils ein Sensor
befestigt ist, um die Betriebsposition eines Kolbens zu erfassen.
-
Aus
der
DE 44 08 639 C2 ist
ein Arbeitszylinder mit einem Zylindergehäuseprofil bekannt, bei dem
Kanäle
zur Aufnahme von Sensorelementen über ein transparentes Abdeckband
verschlossen werden können,
das das Sensorelement in dem Kanal fixiert. Zum Verschließen der
Kanäle
muß das
Abdeckband seitlich in das Zylindergehäuseprofil eingeschoben werden.
Nur in dem Bereich des Sensorelements, in dem das Abdeckband in
das Zylindergehäuseprofil
eingepresst wird, kann das Abdeckband die Kanäle dicht verschließen. Daher
können
Fremdstoffe, wie Staub, in die Sensorbefestigungsnuten eintreten
und sich darin festsetzen. Außerdem
müssen
die Öffnungen
der Sensorbefestigungsnuten so schmal sein, daß Sensoren darin gehalten werden können, was
es schwierig und mühsam
macht, an der Innenseite der Nutenkante abgelagerten Staub vollständig zu
entfernen. Außerdem
können
Zylinder, an denen Staub haftet, eine Kontaminierung der Arbeitsumgebung
bewirken. Insbesondere werden Nahrungsmittel- und chemische Herstellungsprozesse
wesentlich durch eine Mischung von Fremdstoffen, wie Staub beeinträchtigt,
so dass derartige Zylinder, die eine Kontaminationsquelle sein können, nicht als
Antriebsquelle für
Herstellungsvorrichtungen verwendet werden können.
-
Außerdem ist
es bei Verwendung derartiger Abdeckbänder in einer staubigen Arbeitsumgebung wahrscheinlich,
daß sich
Staub in den Kanälen
oder Sensorbefestigungsnuten ablagert. In einem solchen Fall wird,
wenn die Sensoren zur Anpassung an einen Wechsel der Installationsposition
oder Spezifikation des Zylinders geändert werden müssen, der Wechselvorgang
unmöglich,
wenn die in den Sensorbefestigungsnuten abgelagerten Fremdstoffe
nicht wie erforderlich vollständig
entfernt werden. Somit wird die Wartung der Zylinder sehr mühsam.
-
Im
Hinblick auf diese beim Stand der Technik auftretenden Probleme
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddruckzylinder
zu schaffen, der bei einfachem Anbringen der Abdeckelemente das
Eintreten von Fremdstoffen in die Sensorbefestigungsnuten wirkungsvoller
verhindern kann.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Fluiddruckzylinder mit
den Merkmalen von Anspruch 1 vor.
-
Die
Sensorbefestigungsnut weist ein Paar von Verriegelungsvorsprüngen auf,
die an entsprechenden Kanten der Öffnungen so ausgebildet sind, daß sie nach
innen vorspringen. Die Nutenabdeckung ist aus einem flexiblen Material
geformt, das elastisch deformierbar ist und mit einem Schneidinstrument
geschnitten werden kann, und weist einen Dichtungsabschnitt auf,
der die Öffnung
der Sensorbefestigungsnut gegenüber
dem Äußeren abdeckt und
der breiter ist als die Öffnung,
ein Paar von Beinabschnitten, die sich von der Bodenfläche des
Dichtungsabschnitts so nach unten erstrecken, dass sie in die Sensorbefestigungsnut
eingesetzt werden können,
und Schulterabschnitte, die an den Außenflächen der Beinabschnitte ausgebildet
sind und von der Innenseite der Nuten her an den Vorsprüngen der Kanten
der Sensorbefestigungsnut angreifen.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Zylinder
deckt die Nutenabdeckung Sensorbefestigungsnuten, in denen keine
Sensoren befestigt sind, ab, so dass ein Ablagern von Staub in den
Nuten verhindert wird. Außerdem
hilft die Flexibilität
der aus flexiblem Material gebildeten Nutenabdeckung beim Öffnen und
Schließen
des Paares von Beinabschnitten, um dieses einfach und zuverlässig in
und aus der Sensorbefestigungsnut zu befestigen bzw. zu entfernen.
Außerdem
kann die Länge
der Nutenabdeckung in Abhängigkeit
von der Sensorbefestigungsposition beliebig eingestellt werden,
da sie einfach mit einem Schneidinstrument geschnitten werden kann.
-
Gemäß der Erfindung
sind die Außenflächen des
Paares von Beinabschnitten der Nutenabdeckung in der Richtung geneigt,
in der sie sich einander zu ihrer Spitze hin annähern, während die seitlichen Nutenwände der
Sensorbefestigungsnut in der Richtung geneigt sind, in der die Nutenbreite
allmählich
zu ihrem Boden hin abnimmt. Die Neigung der Außenfläche des Beinabschnitts der
Nutenabdeckung ist so vorgesehen, daß sie kleiner ist als die Neigung
der Nutenwand der Sensorbefestigungsnut.
-
Bei
dieser Ausgestaltung können
bei der Befestigung der Nutenabdeckung die Spitzen der Paare von
Beinabschnitten einfach eingesetzt und von den Kanten der Sensorbefestigungsnut
zwischen die Vorsprünge
eingepreßt
werden, um die geneigten Außenflächen der
Beinabschnitte über
die Vorsprünge zusammenzudrücken, so
dass die Beinabschnitte elastisch nach innen deformiert werden.
Hierdurch wird eine einfache Befestigung ermöglicht. Außerdem liegen die Beinabschnitte
nahe an den Nutenwänden
an und sind gesichert, da die Neigung der Außenflächen der Beinabschnitte kleiner
ist als die der Nutenwände
der Sensorbefestigungsnut.
-
Zusätzlich sind
die Bodenflächen
der an beiden Kanten der Sensorbefestigungsnut ausgebildeten Vorsprünge zu ihrer
Spitze hin in der Richtung geneigt, in der sie allmählich zu
dem äußeren Rand
der Nut hin geneigt sind, während
die Schulterabschnitte des Paares von Beinabschnitten der Nutenabdeckung
in der Richtung geneigt sind, in der die Höhe der Oberfläche nach
außen
hin abnimmt.
-
Wenn
die Nutenabdeckung von der Sensorbefestigungsnut entfernt wird,
kann die Nutenabdeckung somit stark aus der Sensorbefestigungsnut nach
außen
gezogen werden, wobei die Beinabschnitte entlang der Neigung der
Vorsprünge
und Schulterabschnitte elastisch nach innen deformiert werden, wodurch
die Entfernung der Nutenabdeckung erleichtert wird.
-
Weiterhin
sind gemäß der vorliegenden
Erfindung beide breitenseitigen Enden des Dichtabschnitts der Nutenabdeckung
nach unten abgeschrägt,
so dass der Dichtabschnitt hart gegen die Außenfläche des Zylinderrohres gepreßt werden kann.
-
Außerdem kann
in Weiterbildung der Erfindung ein Abstand zwischen den Paaren von
Beinen der Nutenabdeckung vorgesehen sein, durch den eine Leitung
des Sensors durchgeführt
werden kann.
-
Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
und der Zeichnung.
-
Es
zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
2 einen vergrößerten Schnitt
durch 1, der einen Zustand
zeigt, in dem eine der Nutenabdeckungen entfernt ist,
-
3 eine schematische vergrößerte Ansicht
von 2,
-
4 eine perspektivische Ansicht
eines Sensors.
-
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Fluiddruckzylinder
bezeichnet, der mit Druckluft betrieben wird und ein Zylinderrohr 2 mit
im Wesentlichen quadratischem Querschnitt mit vier abgerundeten
Ecken aufweist, sowie eine Kopfabdeckung 3 und eine Stangenabdeckung 4,
die beide Enden einer Zylinderbohrung 2a innerhalb des
Zylinderrohres abdecken, und eine Stange 5, die sich von
einem gleitend in der Zylinderbohrung 2a aufgenommenen
Kolben (nicht dargestellt) erstreckt, wie es in 2 dargestellt ist. Das Zylinderrohr 2 und
die Abdeckungen 3 und 4 werden mit geeigneten
Elementen, bspw. Zugstangen, einstückig zusammengesetzt.
-
Zwei
Zylinderbefestigungsnuten 8, in denen jeweils ein Positionsdetektionssensor 11 zur
Feststellung der Betriebsposition eines Kolbens befestigt ist, sind
an jeder der vier Seiten des Zylinderrohres 2 in Axialrichtung
des Zylinderrohres 2 ausgebildet. Ein Beispiel für einen
Sensor 11 ist ein magnetischer Proximitätssensor.
-
Wie
in 3 dargestellt ist,
weist die Sensorbefestigungsnut 8 ein Paar von Eingriffs-Verriegelungsvorsprüngen 8b, 8b auf,
die an entsprechenden Kanten einer Öffnung 8a so ausgebildet sind,
daß sie sich
nach innen erstrecken und die Nutenbreite der Öffnung 8a verringern.
Die Bodenfläche
des Vorsprungs 8b ist derart geneigt, daß seine
Spitze dem äußeren Rand
der Nut näher
ist als seine Bodenseite. Außerdem
weisen seitliche Nutenwände 8c, 8c der
Sensorbefestigungsnut 8 geneigte Oberflächen auf, die in der Richtung
schräg
gestellt sind, in der die Nutenbreite zum Nutenboden allmählich abnimmt. Beide
Enden der Sensorbefestigungsnut 8 werden durch die Abdeckungen 3 bzw. 4 verschlossen.
-
Nutenabdeckungen 9 sind
in jeder der Sensorbefestigungsnuten 8, in denen kein Sensor 11 angebracht
ist, vorgesehen. Die Nutenabdeckung 9 besteht aus einem
flexiblen Material, wie einem synthetischen Kunstharz, das elastisch
deformiert und mit einem Schneidwerkzeug geschnitten werden kann. Sie
weist einen Dichtabschnitt 9a auf, der die Öffnung 8a der
Sensorbefestigungsnut 8 abdeckt und der breiter ist als
die Öffnung 8a,
ein Paar von Beinabschnitten 9b, 9b, die sich
von der Bodenfläche
des Dichtabschnitts 9a so nach unten erstrecken, dass sie
in die Sensorbefestigungsnut 8 eingesetzt werden können, und
Schulterabschnitte 9c, 9c, die an den Außenflächen der
Beinabschnitte 9b, 9b ausgebildet sind, um von
der Innenseite der Sensorbefestigungsnut 8 her an den Vorsprüngen 8b, 8b der
Kanten der Sensorbefestigungsnut 8 anzugreifen. Die Spitzen
der Paare von Beinabschnitten 9b, 9b werden zwischen
die Vorsprünge 8b, 8b der
Kanten der Sensorbefestigungsnut 8 eingesetzt, und die
Abdeckung wird in der Sensorbefestigungsnut 8 angebracht,
indem sie gepreßt
wird, bis die Schulterabschnitte 9c, 9c an den
Vorsprüngen 8b, 8b angreifen.
-
Die
Außenflächen des
Paares von Beinabschnitten 9b, 9b der Nutenabdeckung 9 bilden
geneigte Oberflächen,
die in der Richtung geneigt sind, in der die Beinabschnitte 9b, 9b sich
einander zu ihrer Spitze hin annähern.
Die Neigung der schräg gestellten
Fläche
ist etwas kleiner als die Neigung der Nutenwände 8c, 8c der
Sensorbefestigungsnut 8.
-
Wenn
die Nutenabdeckung 9 in der Befestigungsnut 8 angebracht
wird, werden bei dieser Ausgestaltung die schrägen äußeren Flächen der Beinabschnitte 9b, 9b durch
die Vorsprünge 8b, 8b zusammengedrückt, um
die elastische Deformation der Beinabschnitte zur Ermöglichung
einer einfachen Befestigung zu erleichtern. Außerdem liegen die Beinabschnitte 9b, 9b nahe
an den Nutenwänden 8c, 8c an
und sind an diesen gesichert, weil die Neigung der Außenflächen der
Beinabschnitte 9b, 9b geringer ist als die der
Nutenwände 8c, 8c der
Sensorbefestigungsnut 8. Dies bewirkt einen stabilen Befestigungszustand.
-
Außerdem ist
die obere Fläche
des Schulterabschnitts 9c so geneigt, daß seine
Höhe nach
außen
hin abnimmt. Diese geneigte Oberfläche greift an der schrägen Bodenfläche des
Vorsprungs 8b an. Da die Eingriffsabschnitte des Schulterabschnitts 9c und des
Vorsprungs 8b derart geneigte Oberflächen bilden, kann die Nutenabdeckung 9 dann,
wenn die Nutenabdeckung 9 von der Sensorbefestigungsnut 8 entfernt
werden soll, hart von der Sensorbefestigungsnut 8 nach
außen
gezogen werden, um eine elastische, nach innen entlang der schrägen Oberflächen gerichtete
Deformation der Beinabschnitte 9b, 9b zu bewirken,
was das Entfernen der Nutenabdeckung 9 erleichtert.
-
Außerdem sind
beide breitenseitigen Enden des Dichtabschnitts 9a der
Nutenabdeckung 9 um einen geringen Winkel von etwa 5° nach unten
abgeschrägt,
so dass der Dichtabschnitt hart gegen die Außenfläche des Zylinderrohres 2 an
den entsprechenden Seiten der Befestigungsnut 8 gepreßt werden
kann.
-
Ein
Freiraum 9d zur Verdrahtung ist zwischen dem Paar von Beinabschnitten 9b, 9b der Nutenabdeckung 9 vorgesehen,
so dass eine Leitung 12 von dem Sensor 11 durch
den Freiraum 9d hindurchgeführt werden kann.
-
Bei
dem Fluiddruckzylinder 1 mit der oben beschriebenen Ausgestaltung
deckt die Nutenabdeckung 9 die Sensorbefestigungsnut 8,
in der kein Sensor befestigt ist, ab, wodurch die Ablagerung von Staub
in der Sensorbefestigungsnut 8 verhindert wird. Außerdem kann
die Flexibilität
der Nutenabdeckung 9 von Nutzen sein, wenn das Öffnen und Schließen des
Paares von Beinabschnitten 9b, 9b zur einfachen
und zuverlässigen
Befestigung und Entferung in bzw. aus der Sensorbefestigungsnut 8 durchgeführt werden
soll, da die Nutenabdeckung 9 aus einem flexiblem Material
hergestellt ist. Außerdem
kann, da die Nutenabdeckung 9 mit einem Schneidwerkzeug
geschnitten werden kann, ihre Länge
leicht in Abhängigkeit
von der Sensorbefestigungsposition eingestellt werden.
-
4 zeigt einen magnetischen
Proximitätsschalter
als Beispiel eines Positionsdetektionssensors 11. Dieser
Sensor gibt ein Signal aus, wenn sich ihm ein nicht dargestellter
Magnet, der an dem Kolben befestigt ist, nähert. Die für die Weiterleitung des Signals
vorgesehene Leitung 12 wird durch die Sensorbefestigungsnut 8 zu
deren Ende geführt
und wird dann über
den in der Nutenabdeckung 9 ausgebildeten Ausgangsabschnitt 14 herausgeführt. Der
Ausgangsabschnitt 14 wird durch Ausschneiden des Endes
des Dichtungsabschnitts 9a aus der Nutenabdeckung 9 hergestellt.
-
Der
Sensor 11 weist Schulterabschnitte 11a, 11b auf,
die an den Bodenflächen
der Eingriffsverriegelungsvorsprünge 8b, 8b der
Befestigungsnut 8 angreifen. Der Sensor 11 hat
außerdem
an einem seiner Längsenden
eine Gewindebohrung 11b, in die eine Stellschraube 13 eingeschraubt
ist.
-
Der
Sensor 11 wird in der Sensorbefestigungsnut 8 befestigt,
indem die Abdeckung 3 oder 4 des Zylinderrohres
entfernt wird, indem der Sensor in die Sensorbefestigungsnut 8 von
deren Längsende her
eingesetzt und zu einer gewünschten
Position verschoben wird, und indem die Stellschraube 13 durch
die Öffnung 8a der
Sensorbefestigungsnut 8 derart in die Gewindebohrung 11b eingesetzt
wird, dass die Spitze der Schraube 13 gegen die Bodenfläche der
Sensorbefestigungsnut 8 drückt, um die Schulterabschnitte 11a, 11b gegen
die Bodenflächen der
Verriegelungsvorsprünge 8b, 8b zu
pressen.
-
Alternativ
kann zur Befestigung und Entfernung des Sensors 11, ohne
die Abdeckung 3 oder 4 entfernen zu müssen, die
Breite der Öffnung 8a der Sensorbefestigungsnut 8 teilweise
vergrößert werden,
so dass der Sensor durch diesen breiteren Abschnitt in die Sensorbefestigungsnut 8 eingesetzt und
an einer gewünschten
Position befestigt werden kann. Diese Ausgestaltung vermeidet die
Notwendigkeit des Entfernens der Abdeckung 3 oder 4,
um den Sensor zu befestigen oder zu entfernen, wodurch die Wartung
und der Austausch des Sensors erleichtert wird.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung deckt die Nutenabdeckung diejenigen Sensorbefestigungsnuten
ab, in denen kein Sensor angebracht ist, so daß die Ablagerung von Staub
in den Nuten verhindert wird. Außerdem kann, da die Nutenabdeckung
aus einem flexiblen Material hergestellt ist, ihre Flexibilität nützlich sein,
wenn das Paar von Beinabschnitten geöffnet und geschlossen wird,
um die Abdeckung einfach und zuverlässig in bzw. aus der Sensorbefestigungsnut
zu befestigen oder zu entfernen. Außerdem kann ihre Länge in Abhängigkeit
von der Sensorbefestigungsnut einfach eingestellt werden, da sie mit
einem Schneidwerkzeug geschnitten werden kann.