DE3539861A1

DE3539861A1 - Hydraulischer oder pneumatischer arbeitszylinder

Info

Publication number: DE3539861A1
Application number: DE19853539861
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Kg 7300 Esslingen; Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1985-02-22
Filing date: 1985-11-11
Publication date: 1986-09-11
Also published as: US4736675A; FR2578004B1; DE8505017U1; JPH0346685B2; IT1217311B; GB2171761B; GB2171761A; KR920008808B1; FR2578004A1; IT8684908A0; JPS61192905A; GB8603309D0; KR860006641A

Description

P 972V- lema

• b' 08.11.19.85

Firma Fes to KG, 7300 Esslingen

Hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen oder pneumatische^ Arbeitszylinder mit einem einen Kolben führenden Zylinderrohr mit stirnseitigen Zylinderdeckeln, von denen einer von einer axial bewegbaren Kolbenstange durchquert ist, und mit in die Zylinderdeckel eingebrachten Zugankeröffnungen zur Aufnahme von die Zylinderdeckel miteinander verbindenden und gegen das Zylinderrohr spannenden Zugankern.

Arbeitszylinder der oben genannten Art sind weit verbreitet und

werden vorwiegend auf Gebieten eingesetzt, die eine hohe Belastbarkeit des Arbeitszylinders voraussetzen. In manchen dieser Anwendungsbereiche, beispielsweise auf dem Sektor der Verpackungsmaschinen oder der Tischpressen, bei denen das Werkzeug exakt geführt werden muß, besteht das zusätzliche Erfordernis, die Arbeitszylinder mit einer nicht verdrehbaren Kolbenstange auszustatten. Zur Lösung dieses Problems wurde bereits vorgeschlagen, die Kolbenstangen mit quadratischem oder ovalem Querschnitt auszustatten oder aber zwei parallel zueinander angeordnete Kolbenstangen vorzusehen. Diese Spezialkonstruktionen sind jedoch

sehr aufwendig und dadurch relativ teuer, zudem erfüllen diese Spezialzylinder nicht mehr die ISO-Normabmessung, so daß eine Kompatibilität nicht in jedem Falle gewährleistet werden kann.

Zwar ist aus dem Fachgebiet der zugankerlosen Arbeitszylinder bereits eine einfachere Kolbenverdrehsicherung bekannt, bei der der Kolben über einen Mitnehmer mit einer Führungsstange verbunden ist, die in einem an der radialen Umfangsflache eines der Zylinderdeckel festgelegten Lagerbock parallel zur Axialrichtung der Kolbenstange bewegbar geführt ist (DE-GM 83 0? 197)'· Diese Ausführungsform einer Kolbenverdrehsicherung ist jedoch für die Kombination mit einem Arbeitszylinder der eingangs genannten Art nicht geeignet. Schon in Kombination mit einem konventionellen Arbeitszylinder ohne Zuganker erhält man eine relativ breitbauende Arbeitszylinderanordnung; die Breite einer derartigen Anordnung wird jedoch unter Verwendung eines Arbeitszylinders der eingangs genannten Art nochmals wesentlich erhöht, da ein derartiger Arbeitszylinder schon von Haus aus mit größeren Durchmesser aufweisenden Zylinderdeckeln versehen ist, um das Anbringen der Zuganker zu ermöglichen. Dazuhin würde bei einer derartigen Kombination die Führungsstange in relativ grossem Abstand zur Außenoberfläche des Zylinderrohres in exponierter Lage geführt werden, so daß bei beengten Platzverhältnissen die Gefahr des Verbiegens der Führungsstange bestünde, was einen ordnungsgemäßen Betrieb des Arbeitszylinders nicht mehr zulassen würde. Eine Kombination des Arbeitszylinders der eingangs genannten Art mit der bekannten Verdrehsicherung aus der oben genannten DE-GM hätte also zur Folge, dab die Abmessungen

des ArbeitsZylinders in einer nicht vertretbaren Art ungünstig abgeändert würden, was vor allem bei den oben genannten besonderen Anwendungsgebieten nicht hingenommen werden kann, da es hier bei extremer Belastbarkeit des Arbeitszylinders auf größtmögliche Kompaktheit desselben ankommt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, den obigen Nachteilen abzuhelfen und einen Arbeitszylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei kompaktem Aufbau eine einfache und kostengünstig herstellbare Kolbenverdrehsicherung besitzt, die zudem die quer zur Hubrichtung gemessene Breite des Arbeitszylinders, im Vergleich mit einem entsprechenden Arbeitszylinder ohne Kolbenverdrehsicherung, nicht oder nur unwesentlich vergröbert und mit der beliebige Arbeitszylinder der eingangs genannten Art nachrüstbar sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine der Zugankeröffnungen des von der Kolbenstange durchquerten Zylinderdeckels zug-

ankerfrei ist, daß außerhalb des Zylinderrohres an der Kolbenein

stange/radial von dieser abstehender Mitnehmer lösbar fest angebracht ist und daß mit dem Mitnehmer in einem radialen Abstand zur Kolbenstangenachse, der annähernd dem radialen Abstand zwischen der zugankerfreien Zugankeröffnung und der Kolbenstangenachse entspricht, eine parallel zur Kolbenstangenachse ausgerichtete Führungsstange axial unbewegbar verbunden ist, die sich in jeder Stellung der Kolbenstange zumindest mit einem Abschnitt ihrer Länge durch die zugankerfreie Zugankeröffnung hindurch erstreckt und in der ZugankerÖffnung längsverschieblieh gelagert ist. Vorteilhafter-

weise erhält man nun also eine Verdrehsicherung, die wesentlich kostengünstiger ausfällt als konventionelle Losungen, wie z.B. die Verwendung ovaler Kolbenstangen od.dgl. Die Montage ist denkbar einfach, vorteilhafterweise braucht bei einem Arbeitszylinder der eingangs genannten Art nur einer der Zuganker entfernt und anschließend die Führungsstange in die freiwerdende Öffnung hineingesteckt sowie der Mitnehmer auf die Kolbenstange aufgesteckt werden. Die Breite der Arbeitszylindereinheit vergrößert sich dadurch in keinster Weise, die Führungsstange nimmt bezüglich dem Zylinderrohr die gleiche radiale Lage ein, wie.der zuvor entfernte Zuganker. Während der Hubbewegung der Kolbenstange wird sowohl der Mitnehmer als auch die Führungsstange mitbewegt, wobei die letztere durch ihren dauernden Verbleib in der zugankerfreien Zugankeröffnung jederzeit die Sicherheit gegen Verdrehen der Kolbenstange gewährleistet. Vor allem bei der nachträglichen Umrüstung eines Arbeitszylinders der eingangs genannten Art zahlt sich der einfache Aufbau der Verdrehsicherung aus, so muß kein zusätzlicher Lagerbock am Zylinder eingebracht werden, der für eine Führung der Führungsstange sorgt. Dadurch kann natürlich eine Umrüstung viel schneller vonstatten gehen und vor allem auch an schwer zugänglichen Orten, im bereits eingebauten Zustand des Arbeitszylinders,vorgenommen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auch die axialen Einbauabmessungen des erfindungsgemäföen ArbeitsZylinders nicht verlängert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 2 bis 4- gewährleisten eine präzise Führung der Führungsstange, auch minimale Drehbewegungen ihrerseits sind ausgeschlossen.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 ist gewährleistet, daß der erfindungsgemäße Arbeitszylinder quer zur Hubrichtung des Kolbens nicht größer baut als ein vergleichbarer Zylinder ohne Verdrehsicherung. Es ergeben sich dadurch keinerlei Schwierigkeiten, auch bei beengten Platzverhältnissen einen Einbau des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders bzw. eine Nachrüstung eines bereits eingebauten Arbeitszylinders vorzunehmen. Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 wird eine zusätzliche Fixierung des Lagerbockes erzielt.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 ist eine leichte Montage und Demontage des Mitnehmers durchführbar. Insbesondere ist in Längsrichtung der Kolbenstange ein variables Anbringen des Mitnehmers möglich, so daß dieser sogar als Endanschlag Verwendung finden kann.

Durch die Maßnahme nach Anspruch 8 besteht die Möglichkeit, verschiedene Mitnehmer und Führungsstangen miteinander zu kombinieren. Es ist vor allem dann von Vorteil, wenn ältere Arbeitszylinder nachgerüstet werden sollen, die in unterschiedlichen Kolbenstange-Zylinderdeckel-Kombinationen auftreten. Zudem erleichtert die Weiterbildung nach Anspruch 8 die Montage sowohl des Mitnehmers als auch der Führungsstange.

Die Weiterbildung nach Anspruch 10 gewährleistet auch bei langen Arbeitszylindern mit großen Hublängen, bei denen die beiden Zylinderdeckel eine erhebliche Distanz auseinanderliegen, einen sicheren Betrieb. Wird die Führungsstange länger gewählt als in Anspruch 10 aufgeführt, so ist erforderlich, daß sie im eingefahrenen Zustand der Kolbenstange in eine entsprechende Zugankeröffnung des kolbenseitigen Zylinderdeckels einfährt. Da bei Arbeitszylindern mit großen Hubwegen auch die Führungsstange entsprechend angepaßt mit großer Länge versehen werden muß, kann es im Betrieb zu Erschütterungen und Vibrationen kommen, die beim Zurückfahren der Kolbenstange ein Einfädeln der Führungsstange in die zweite Zugankeröffnung erschweren. Die Weiterbildung nach Anspruch 10 räumt also diese Störungsquelle aus.

Die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 10 und 11 eröffnen in Kombination mit der erfindungsgemäiien Verdrehsicherung die Möglichkeit, die gewünschte Hublänge von außen stufenlos einzustellen. Vor allem die Ausführungsform nach Anspruch 12 zeichnet sich durch ihre Einfachheit und durch geringe Herstellungskosten aus.

Die Erfindung wird im folgenden anhand beiliegender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bauform des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders, teilweise geschnitten,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen

— 1 —

BAD ORIGINAL

Arbeitszylinder aus Fig. 1 gemäß der Linie II-II,

Fig. 3 eine Stirnansicht des Arbeitszylinders aus Fig. 1 gemäß Pfeil III,

Fig. 4- eine Schnittdarstellung der Führungsstange gemäß der Linie IV-IV aus Fig. 1 und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Arbeitszylinders.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydraulischen oder pneumatischen ArbeitsZylinders dargestellt, der ein Zylinderrohr 1, an dessen beiden stirnseitigen Enden Jeweils ein Zylinderdeckel 2,3 angesetzt ist, einen im Zylinderrohr axial verschieblich geführten Kolben 4- sowie eine mit dem Kolben 4 verbundene und einen der stirnseitigen Zylinderdeckel 2 durchquerende Kolbenstange 5 aufweist. Der von der Kolbenstange 5 durchquerte Zylinderdeckel 2 soll in der Folge als kolbenstangenseitiger Zylinderdeckel und der zweite der Zylinderdeckel 3 als kolbenseitiger Zylinderdeckel bezeichnet werden.

Die beiden Zylinderdeckel 2,3 sind in ihren Abmessungen quer zur Axialrichtung des ArbeitsZylinders vorzugsweise rechteckig oder quadratisch ausgeführt und haben an ihrer jeweiligen, dem Zylinderrohr 1 zugewandten Stirnseite 6, 7 einen zylindrischen Zentrierfortsatz 8 angeformt, dessen Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser des Zylinderrohrs 1 ist und der in dieses eingepaßt ist. Damit ist erreicht, daß die beiden Zylinderdeckel 2,3 in» Zylinderrohr 1 zentriert aufgenommen sind. Der Außendurchmesser des Zylinderrohres 1 ist vorzugsweise etwas geringer als die Kan-

GOPY _ 8 -

tenlänge der Zylinderdeckel, so daß das Zylinderrohr vor Beschädigungen bei unsachgemäßer Behandlung geschützt ist.

Wie auch in Fig. 2 erkennbar, sind in die Eckenbereiche 10 der Zylinderdeckel 2,3 durchgehende und in Axialrichtung des Zylinderrohres 1 verlaufende Zugankeröffnungen 9 eingebracht, wobei jeweils einer Zugankeröffnung im kolbenstangenseitigen Zylinderdeckel 2 eine Zugankeröffnung des kolbenseitigen Zylinderdeckel^ 3 koaxial gegenüberliegt. Die Zugankeröffnungen 9 dienen zur Aufnahme von die Zylinderdeckel 2,3 miteinander verbindenden· und diese axial gegen die entsprechende Zylinderrohrstirnseite spannenden stabförmigen Zugankern 11. Der Abstand zweier einander diagonal gegenüberliegender Zugankeröffnungen 9 ist gemäu Fig. 2 größer als der Außendurchmesser des Zylinderrohres 1, so daß die Zuganker 11 mit radialem Abstand zur Außenoberfläche 12 des Zylinderrohres 1 und parallel zur Längsachse 13 des Arbeitszylinders bzw. der Kolbenstange 5 verlaufend angeordnet sind. Jeder der Zuganker 11 ist an seinen beiden axialen Enden mit einem Gewindeabschnitt 14,14' versehen, der im eingesetzten Zustand der Zuganker 11 um einen Betrag über den entsprechenden Zylinderdeckel in vom Zylinderrohr 1 wegweisende Richtung übersteht, und auf den je eine Spannmutter 15,15' aufgeschraubt ist, um die beiden Zylinderdeckel 2,3 gegeneinander und gegen das Zylinderrohr 1 zu verspannen. Durch die Verwendung der Zuganker 11 wird erreicht, daß der Arbeitszylinder mit höherem Innendruck als üblich betrieben werden kann, da der Axialkomponenten des Innendrucks mittels einer zusätzlichen äußeren Kraft entgegengewirkt wird. Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbei-

spiel des erfindungsgemäßen Arbeitszylinder ist mit jeweils vier Zugankeröffnungen 9 pro Zylinderdeckel 2,3 versehen, so dan die Möglichkeit besteht, über den Außenurafang des Zylinderrohres 1 verteilt vier Zuganker 11 anzuordnen.

Gemäß der Erfindung ist eine 16 der im kolbenstangenseitigen Zylinderdeckel 2 angeordneten Zugankeröffnungen 9 zugankerfrei ausgeführt, dadurch notgedrungen auch die korrespondierende und axial gegenüberliegende Zugankeröffnung 16' im kolbenseitigen Zylinderdeckel 3· Der Arbeitszylinder verfügt also nurmehr über drei, in Transversalrichtung gesehen in den Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnete Zuganker 11 (siehe Fig. 2 und 3). An der Kolbenstange 5 ist außerhalb des Zylinderrohres 1 ein radial abstehender Mitnehmer 17 fest und unver-

drehbar angebracht, an dem in einem radialen Abstand zur Kolbender Längsachse stangenachse 13, welcher Abstand dem radialen Abstand zwischen/ der zugankerfreien Zugankeröffnung 16 und der Kolbenstangenachse 13 entspricht, eine parallel zur Kolbenstangenachse 13 ausgerichtete Führungsstange 18 angeordnet ist. Die Führungsstange 18 ist in der zugankerfreien Zugankeröffnung 16 in Axialrichtung bewegbar gelagert und in diese anstelle eines Zugankers 11 eingesetzt. Die Länge der Führungsstange 18 entspricht mindestens der Hublänge des Kolbens 4, so daß sie sich in jeder Stellung der Kolbenstange 4- zumindest mit einem Abschnitt ihrer Länge durch die zugankerfreie Zugankeröffnung 16 hindurch erstreckt.

Erfindungsgemäß hat die soeben beschriebene Ausführungsform eines Arbeitszylinders folgende Wirkung:

- 10 -

Die Kolbenstange 5 ist über den an ihr vorzugsweise lösbar, jedoch fest und unverdrehbar angesetzten Mitnehmer 17 mit der Führungsstange 18 verbunden, die sich parallel zur Kolbenstange 5 erstreckt. Durch die bewegbare Führung der Führungsstange 18 in der zugankerfreien Zugankeröffnung 16 ist die Kolbenstange 5 in ihrer Hubbewegung nicht eingeschränkt, wohl aber in ihrer Verdrehbarkeit um die eigene Achse 1J. Die Führungsstange 18 bildet eine Parallelführung, die als Verdrehsicherung für die Kolbenstange 5 dient.

Zu seiner Halterung an bzw. auf der Kolbenstange 5 ist der Mitnehmer 17 mit einer Klemmhülse 22 versehen, wie dies auch insbesondere in der Fig. 3 leicht erkennbar dargestellt ist. Die Klemmhülse besitzt einen Durchmesser, der ein möglichst spielfreies Überschieben über die Kolbenstange 5 erlaubt und ist mit einer radial verlaufenden, durchgehenden Gewindebohrung 25 versehen, in der eine Klemmschraube 24 vorschraubbar ist. Zweckmässigerweise weist die Klemmschraube 24 an ihrem freien Ende eine kegelige Anspitzung 25 vor, die beim Einschrauben der Klemmschraube 24 in die Gewindebohrung 23 gegen die Oberfläche 26 der Kolbenstange 5 arbeitet und dadurch den Mitnehmer 17 mit dieser fest und unverdrehbar verspannt. Selbstverständlich sind auch weitere Halterungsmöglichkeiten für den Mitnehmer 17 denkbar, so kann die Klemmhülse 22, wie in Fig. $ gestrichelt dargestellt, an einer Stelle einen Längsschlitz 27 aufweisen, und die freien Enden der entstehenden Hülsenhälften können mit zwei radial abstehenden und einander gegenüberliegenden Klemmarmen 28,28' versehen sein. Durch ein Verschrauben der beiden Klemm-

- 11 -

■ /β-

arme 28,28' gegeneinander ("bei 29) kann eine Durchmesserverringerung der Klemmhülse 22 erfolgen, was eine kraftschlüssige Klemmverbindung mit der Kolbenstange 5 zur Folge hat.

Wie vor allem die Fig. 1 und 3 zeigen, kann das Festlegen der Führungsstange 18 am Mitnehmer 17 vorzugsweise dadurch geschehen, daß die Führungsstange 18 in eine zu ihr koaxial angeordnete Führungsstangenbohrung 30 des Mitnehmers 17 eingesteckt und dort gegenüber dem Mitnehmer 17 verstiftet ist (bei 31)· Ein versehentliches Herausrutschen der Führungsstange 18 aus ihrer Halterung im Mitnehmer 17 ist dadurch ausgeschlossen. Natürlich sind auch andere Befestigungsarten möglich, so kann die Führungsstange 18 beispielsweise mittels zweier, den axialen Stirnseiten der Führungsstangenbohrung 30 gegenüberliegenden Sicherungsringen gegen ein axiales Bewegen in bezug auf den Mitnehmer gesichert sein, eine Verdrehsicherung der Führungsstange 18 gegenüber dem Mitnehmer 17 ist nicht notwendigerweise erforderlich (nicht dargestellt). Wieterhin ist auch eine einstückige Ausführung der Führungsstange mit dem Mitnehmer denkbar, um die Fertigungskosten niedrig zu halten.

Für einen störungsfreien Betrieb des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders ist vorgesehen, daß die Führungsstange 18 in der eingefahrenen Stellung der Kolbenstange vor der in Richtung Zylinderrohr 1 weisenden Stirnseite 7 des kolbenseitigen Zylinderdeckels 3 endigt. Dadurch wird vermieden, daß sich die Führungsstange 18_;beim Einfahren der Kolbenstange 5; in die zugankerfreie Zugankeröffnung 16' des kolbenseitigen Zylinderdeckels 3 einfä-

- 12 -

- /ffc·

dein muß. Dies ist vor allem bei langhubigen Arbeitszylindern wichtig, die mit einer großen axialen Länge des Zylinderrohres 1 und der Führungsstange 18 aufwarten. Dort stellen sich während des Betriebes in der Regel Erschütterungen ein, die zu einer Vibration der Führungs stange 18 führen können, so daß das freie Ende 32 der Führungsstange 18 unter Umständen die freie Zugankeröffnung 16' nicht findet. Selbstverständlich ist die Länge der Führungsstange 18 jedoch immer so zu wählen, daß sie im voll ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange 5 wenigstens zu einem Teil in die zugankerfreie Öffnung 16 des kolbenstangenseitigen Zylinderdeckels 2 eintaucht.

Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder baut sehr kompakt und seine quer zur Längsrichtung gemessenen Abmaße sind gegenüber einem vergleichbaren Arbeitszylinder ohne Verdrehsicherung nicht vergrößert, was insbesondere bei der Darstellung gemäß Fig. 5 verdeutlicht ist. Durch die Verwendung einer Zugankeröffnung als Führungsöffnung für die Führungsstange gerät der Mitnehmer 17 in eine bezüglich des Zylinderdeckels 2 diagonale Ausrichtung, die ein Überstehen störender Bauteile über den Aun.enumfang des Zylinderdeckels 2 verhindert. Welche Zugankeröffnung als Führung für die Führungsstange 18 verwendet wird, ist gleichgültig, von Fall zu Fall kann den örtlichen Gegebenheiten Rechnung getragen werden und eine beliebige Auswahl der fcugankerfreien Zugankeröffnung 16 aus der Gesamtheit der Zugankeröffnung neu erfolgen.

Da vor allem in Fällen, in denen ein Nachrüsten eines konventionellen zugankerbehafteten Arbeitszylinders mit einer Kolbenstan-

genverdrehsieherung erfolgen soll, die bereits vorhandenen Zugankeröffnungen nicht optimal genau gearbeitet sind, um eine exakte Führung der Führungsstange 18 zu gewährleisten, empfiehlt es sich, zusätzlich einen Führungsstangen-Lagerbock 33 vorzusehen, der die Führungsstange 18 zusätzlich sicher und spielfrei führt. Dieser Führungsstangen-Lagerbock 33 ist vorzugsweise an der in Richtung Mitnehmer 17 weisenden Stirnseite 34 des kolben-

stangenseitigen Zylinderdeckels 2 lösbar angesetzt. In diesen vorzugsweise als Bohrung ausgeführte

Lagerbock 33 ist eine/Führungsstangenöffnung 35 eingebracht, die eine spielfreie Führung für die Führungsstange 18 bildet und. die koaxial zur zugankerfreien Zugankeröffnung 16 angeordnet ist (siehe Fig. 1). Um eine besonders genaue Führung der Führungsstange 18 zu erreichen, kann in die Führungsstangenöffnung gemäß Fig. 1 eine Lagerbuchse 36 aufgenommen sein. Die Befestigung des Lagerbockes 33 erfolgt beispielsweise mittels zweier Innensechskantschrauben 37 (siehe auch Fig. 2), die stirnseitig in den Lagerbock 33 versenkt eingelassen sind und diesen mit dem Zylinderdeckel 2 verschrauben. Als Lagerbock 33 dient beispielsweise eine einfache metallische Lagerplatte, in die eine entsprechend genau gearbeitete Bohrung eingebracht ist.

Der in Fig. 1 abgebildete erfindungsgemäße Arbeitszylinder besitzt eine an die Stirnseite 34 angesetzte oder angeformte und die Kolbenstange 5 koaxial umschließende zylindrische Kolbenstangen-Führungsbuchse 38, die die Führung der Kolbenstange 5 verbessert und den Verschleiß mindert. In diesem Falle kann gemäß Fig. 2 der Führungsstangen-Lagerbock 33 iⁿ einem Bereich seines Außenumfanges 42 eine zur Außenkontur 43 der Führungs-

- 14 -

■ /IS-

buchse 38 komplementär ausgebildete Zentrierfläche 44 besitzen, die im angesetzten Zustand des Lagerbockes 33 an der Außenoberflache 4-3 der Führungsbuchse 38 anliegt. Diese Ausführungsform erleichtert einerseits die Montage des Lagerbockes 33 und sichert diesen zusätzlich gegen unabsichtliches Verstellen, beispielsweise bei unsachgemäßer Behandlung des Arbeitszylinders.

Da der Führungsstangen-Lagerbock 33 demkolbenstangenseitigen Zylinderdeckel 2 in Richtung Mitnehmer 17 vorgelagert ist, werden die Breitenabmessungen des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders nicht verändert. Auch die Veränderungen in der Länge sind unmaßgeblich, vor allem bei Arbeitszylindern, die von Haus aus eine Kolbenstangen-Führungsbuchse 38 der beschriebenen Art vorweisen.

Da der Mitnehmer 17 lösbar mit der Kolbenstange 5 verbunden ist, kann durch ihn vorteilhafterweise auch eine Hubbegrenzung vorgenommen werden, mit der die Einfahrtiefe der Kolbenstange 5 ins Innere des Zylinderrohres 1 stufenlos einstellbar ist. In diesem Falle wirkt die dem Zylinderdeckel 2 zugewandte axiale Stirnseite 45 des Mitnehmers 17 mit der freien Stirnfläche 46 der Führungsbuchse 38 als Hubbegrenzungsanschlag zusammen. Soll auch eine Hubbegrenzung beim Ausfahren der Kolbenstange 5 vorgenommen werden, wird vorzugsweise auf die Führungsstange 18 im Bereich des Zylinderrohres 1 ein Hubbegrenzungsanschlag 47 aufgezogen (siehe auch Fig. 4). Dieser Hubbegrenzungsanschlag 47 ist hülsenförmig ausgeführt und in Längsrichtung der Führungsstange 18 verstellbar. Er ist des weiteren auf der Führungsstange 18 in

- 15 -

jeder axialen Stellung lösbar festklemmbar, was zweckmäßigerweise mit Hilfe einer Klemmschraube 48 geschieht. Gemäß Fig. 1 ist dazu in den Hubbegrenzungsanschlag 47 eine nicht näher dargestellte radial verlaufende Gewindebohrung eingebracht, in der die Klemmschraube 48 läuft und gegen die Oberfläche der Führungsstange 18 klemmend vorschraubbar ist. Die in Fig. 4 dargestellte weitere Möglichkeit einer Ausführungsform des Hubbegrenzungsanschlags 47 ist in Art der unter Fig. 3 gestrichelt dargestellten Klemmhülse 42 ausgebildet und besitzt eine längsgeschlitzte und mit zwei gegeneinander verschraubbaren radial abstehenden Kle,mmarmen 49,49' versehene Klemmhülse 50. Diese Klemmhülse 50 ist so ausgelegt, daß sie im ungespannten Zustand der Klemmarme 49, 49' einen Innendurchmesser besitzt, der größer ist als der Außendurchmesser der Führungsstange 18 und der beim gegeneinander Ver-

bei 48

schrauben/der Klemmarme 49,49' geringer wird als der Außendurchmesser der Führungsstange 18 und dadurch ein festes Verklemmen der Klemmhülse 50 gegenüber der Führungsstange 18 bewirkt. Vorteilhafterweise erhält man also durch die erfindungsgemäße KoI-benstangenverdrehsicherung gleichzeitig eine einfache und kostengünstige Hubbegrenzungseinrichtung.

Die obigen Ausführungen zeigen, daß die Verdrehsicherung des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders vor allem auch dazu geeignet ist, um Arbeitszylinder der eingangs genannten Art mit einer Verdrehsicherung nachzurüsten. Diese Nachrüstung kann ohne nennenswerten handwerklichen Aufwand durchgeführt werden und bietet eine kostengünstige und sehr sichere Alternative gegenüber bekannten Ausführungsformen, die beispielsweise mit nicht normgerechten Kolbenstangen arbeiten. _ ^5 _

Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf den in der Zeichnung dargestellten Arbeitszylinder, vielmehr kann jeder zugstangenbehaftete Arbeitszylinder mit der erfindungsgemäßen Verdrehsicherung ausgestattet werden. Auch die Ausführungsform des Lagerbockes 33 stellt nur eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dar, andere Formen oder Befestigungsarten sind ohne weiteres durchführbar.

In Fig. 5 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen ArbeitsZylinders dargestellt. Man erkennt in Ausschnitten das Zylinderrohr 1, den kolbenstangenseitigen Zylinderdeckel 2 sowie den kolbenseitigen Zylinderdeckel 3. Weiterhin ist die Führungsstange 18 dargestellt, die die zugankerfreie Zugankeröffnung 16 koaxial durchquert. Diese ist in Abwandlung zu den bisherigen Ausführungsformen abgestuft ausgeführt und von der Stirnseite 34- her über eine gewisse Tiefe mit einem erweiterten Durchmesser versehen, in den eine Führungsbuchse 51 eingesetzt ist. Die Führungsstange 18 ist in der Führungsbuchse 51 mit Verschiebespiel geführt, so daß eine exakte Führung gewährleistet ist. Diese Maßnahme läßt einen Verzicht auf einen Lagerbock,derart wie oben beschrieben,zu, ohne daß eine Einbuße der Führungsqualität hingenommen werden muß.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, zwischen die beiden Zylinderdeckel 2, 3 ein koaxial zu den beiden zugankerfreien Zugankeröffnungen 16, 16' angeordnetes Schutzrohr 52 vorzusehen,

- 17 -

dessen Innendurchmesser etwas größer ist, als der Außendurchmesser der Führungsstange. Das Schutzrohr 52 schützt vor Verletzungen, indem die Führungsstange 18 in jeder ihrer Stellungen vollständig abgedeckt bzw. umschlossen ist. Quetschungen od.dgl. können daher auch bei Unachtsamkeit vermieden werden. Die Befestigung dieses Schutzrohres 52 am Arbeitszylinder erfolgt vorteilhafterweise dadurch, daß es von seiner dem kolbenseitigen Zylinderdeckel 3 zugewandten Stirnseite 53 her an seinem Innenumfang über eine gewisse Länge mit einem Innengewinde 5^ versehen ist, das mit einer Befestigungsschraube 55 zusammenarbeitet, die von der vom Zylinderrohr 1 wegweisenden Stirnseite 56 des Zylinderdeckels 3 durch die zugankerfreie Zugankeröffnung 16' hindurchgeführt ist. Der aus der Zugankeröffnung 16' über den Zylinderdeckel 3 in Richtung Zylinderdeckel 2 überstehende Gewindeabschnitt 57 der Befestigungsschraube 55 ist in das Gewinde 54- eingeschraubt und spannt dadurch das Schutzrohr 52 gegen die Stirnseite 7 des Zylinderdeckels 3· Vorzugsweise ist das Schutzrohr 52 so an die Zylindermaße angepasst, daß es mit seinen beiden Stirnseiten an den einander zugewandten Stirnseiten 6,7 der beiden Zylinderdeckel 2, 3 anliegt. Die Befestigungsschraube 55 ist als Innensechskantschraube ausgebildet, deren Kopf in einer Erweiterung 58 der zugankerfreien Zugankeröffnung 16' versenkt zu liegen kommt. Die Erweiterung 58 kann bereits serienmäßig an allen Zugankeröffnungen ausgebildet sein, um eine besonders günstige Halterung der Zuganker zu ermöglichen, es ist jedoch auch ein nachträgliches Anbringen, beispielsweise durch Aufbohren der Zuganker-

- 18 -

- aa-

öffnung 16', möglich. Selbstverständlich kann bei geradlinigem, nicht abgestuften Verlauf der Zugankeröffnung 16' auch eine konventionelle Sechskantschraube Verwendung finden. Bei sämtlichen Ausführungsformen ist jedoch zwingend notwendig, daß das freie Ende 32 der Führungsstange 18 im vollständig eingefahrenen Zustand des nicht dargestellten Kolbens 4 vor der zugewandten Stirnseite 59 der Befestigungsschraube 55 endigt.

Eine weitere Möglichkeit zur Befestigung des Schutzrohres besteht darin, an den Stirnseiten 6, 7 der Zylinderdeckel . 2, 3 im Anlagebereich der Stirnseiten des Schutzrohres 52 ringförmige, dem Querschnitt des Schutzrohres 52 entsprechende Nuten auszunehmen, in die das Schutzrohr 52 mit seinen Stirnseiten eingesetzt werden kann (nicht dargestellt). Bei dieser Befestigungsmöglichkeit des Schutzrohres 52 kann auf eine Befestigungsschraube 55 verzichtet werden.

Es versteht sich, daß bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. ein auf die Führungsstange 18 aufgezogener Hubbegrenzungsanschlag (vgl. Position 4-7, Fig. 1) nicht verwendet werden kann.

Eine weitere nicht dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen ArbeiteZylinders sieht vorteilhafterweise vor, den Führungsstangen-Lagerbock 33 in seinen Abmaßen zu vergrößern und mit Laschen zu versehen, so daß über diesen Lagerbock

- 19 -

gleichzeitig nocli die Halterung des Arbeitszylinders an geeigneter Stelle vorgenommen werden kann. Separate Flansche od.dgl. sind dann nicht mehr notwendig.

Nachfolgend soll noch auf eine besonders vorteilhafte Befestigung zwischen der Kolbenstange 5, dem Mitnehmer 17 und der Führungsstange 18 eingegangen werden. Bei dieser nicht dargestellten Ausführungsform besitzt der Mitnehmer einen seine Hülsenbohrung und die FührungsStangenbohrung miteinander verbindenden Längsschlitz, der die Führungsstangenbohrung 30 im weiteren Verlauf durchquert und an der der Führungsstangenbohrung zugeordneten Stirnseite des Mitnehmers 17 ausmündet. Gleichzeitig durchquert dieser Längsschlitz auch die Bohrung der Mitnehmerhülse und setzt sich in der Führungsstangenbohrung entgegengesetze Richtung einen kleinen Betrag in die Mitnehmerhülse fort· Der Mitnehmer ist also fast auf seine ganze Länge von diesem Schlitz durchquert. Zwischen den beiden Bohrungen ist eine Klemmschraube angeordnet, mit der die durch den Schlitz entstandenen beiden Mitnehmerschenkel gegeneinander verschraubt werden können. Bei der Montage des Mitnehmers kann dieser nunmehr einfach auf die Kolbenstange und die Führungsstange aufgeschoben werden, durch anschließendes Festziehen der Spannschraube wird sowohl eine Verklemmung zwischen dem Mitnehmer und der Kolbenstange als auch zwischen dem Mitnehmer und der Führungsstange erreicht.

Leerseite -

Claims

OCOQOC1 -^: --'■ ^:- ^:- "'-"■--' P 9724 - lema

Firma Festo KG, 7300 Esslingen

Hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder

Ansprüche

1". Hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder mi't einem einen Kolben (4) führenden Zylinderrohr (1) mit stirnseitigen Zylinderdeckeln (2,3), von denen einer von einer axial bewegbaren Kolbenstange (5) durchquert ist, und mit in die Zylinderdeckel (2,3) eingebrachten Zugankeröffnungen (9) zur Aufnahme von die Zylinderdeckel (2,3) miteinander verbindenden und gegen das Zylinderrohr (1) spannenden Zugankern (1I)₁ dadurch gekennzeichnet, daß eine (10) der Zugankeröffnungen (9) des von der Kolbenstange (5) durchquerten Zylinderdeckels (2) zugankerfrei ist, daß außerhalb des Zylinderrohres an der Kolbenstange (5) ein radial von dieser abstehender Mitnehmer (17) lösbar fest angebracht ist und daß mit dem Mitnehmer (17) in einem radialen Abstand zur Kolbenstangenachse (13)» der annähernd dem radialen Abstand zwischen der zugankerfreien Zugankeröffnung (10) und der Kolbenstangenachse (13) entspricht, eine parallel zur Kolbenstangenachse (13) ausgerichtete Führungsstange (18) axial unbewegbar verbunden ist, die sich in Jeder Stellung der Kolbenstange (5) zumindest mit einem Abschnitt ihrer Länge durch die zugankerfreie Zugankeröffnung (16) hindurch erstreckt und in der Zugankeröff-

nung (16) längsverschieblich gelagert ist.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den die Kolbenstange (5) führenden Zylinderdeckel (2) ein Führungsstangen-Lagerbοck (33) lösbar angesetzt ist, der eine koaxial zu der zugankerfreien Zugankeröffnung (16) angeordnete, durchgehende Führungsstangen-Öffnung (35) für die Führungsstange (18) besitzt.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dais die Führungsstangen-Öffnung (35) eine spielfreie Führung für die Führungsstange (18) bildet.
4-. Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstangen-Öffnung (35) eine Lagerbuchse (36) aufnimmt, die eine spielfreie Führung für die Führungsstange (18) bildet.
5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstangen-Lagerbock (33) an der vom Zylinderrohr (1) wegweisenden Stirnseite (3^0 des die Kolbenstange (5) führenden Zylinderdeckels (2) angesetzt ist, z.B. durch Verschrauben (37)·
6. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 2 bis 5» einem an der vom Zylinderrohr wegweisenden Stirnseite (3^0 des die Kolbenstange (5) führenden Zylinderdeckels (2) angebrachten, gegenüber dieser in axialer Richtung vorstehenden und die Kolbenstange (5) koaxial umschließenden zylindrischen Kolbenstangen-

Führungsbuchse (38), dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsstangen-Lagerbock (33) in einem Bereich seines Außenumfangs (4-2) eine zur Außenkontur (4-3) der Kolbenstangen-Führungsbuchse (38) komplementär ausgebildete Zentrierfläche (44) besitzt, mit der er am Führungsbuchsen-Außenumfang (43) in Anlage steht.
7. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (17) zu seiner Halterung an der Kolbenstange (5) eine die Kolbenstange (5) koaxial umschließende Klemmhülse (22) besitzt, die durch eine Klemmschraube (24) an der Kolbenstange (5) kraftschlüssig festgelegt ist.
8. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7-, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (18) am Mitnehmer (17) lösbar angesetzt ist, z.B. mittels eines Spannstiftes (31) oder mittels Sicherungsringen.
9. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (17) und die Führungsstange (18) ein Stück sind.
10. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (18) in der eingefahrenen Stellung der Kolbenstange (5) bzw. des Kolbens (4) vor der in Richtung des von der Kolbenstange (5) durchquerten Zylinderdeckels (2) weisenden Stirnseite (7) des kolbenseitigen Zylinderdeckels (3) endigt.
11. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (18) im radialen Nachbarbereich des Zylinderrohres (1) einen Hubbegrenzungsanschlag (47) trägt.
12. Arbeitszylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubbegrenzungsanschlag (47) ein Verstellanschlag ist, der an der Führungsstange (18) lösbar festgeklemmt ist, z.B. mittels einer Klemmschraube (48).
13· Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Zylinderdeckeln (2, 3) ein koaxial zur zugankerfreien Zugankeröffnung (16) angeordnetes Schutzrohr (52) befindet, das die Führungsstange (18) unter radialem Spiel koaxial umgibt.
14. Arbeitszylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (52) mit seinen Stirnseiten an den einander zugewandten Stirnseiten (6,7) der Zylinderdeckel (2,3) anliegt.

15· Arbeitszylinder nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (52) durch eine Befestigungsschraube (55), die den kolbenseitigen Zylinderdeckel (3) durchquert, mit diesem verschraubt ist, wobei die Befestigungsschraube (55) in ein Innengewinde (54) des Schutzrohres (52) eingeschraubt ist.