DE3113894A1

DE3113894A1 - Working cylinder operated by pressure medium

Info

Publication number: DE3113894A1
Application number: DE19813113894
Authority: DE
Inventors: Harald 2427 Malente Klocke
Original assignee: Kuhnke GmbH; H KUHNKE GmbH KG
Current assignee: Kuhnke GmbH; H KUHNKE GmbH KG
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1982-11-11

Abstract

In this working cylinder operated by pressure medium, the piston rod is fixed in a continuously variable manner in any desired position with a pressure-medium-operated, fixed device by a radially adjustable clamping element being brought to bear against a peripheral area of the piston rod and locking the piston rod against axial movement. To secure the piston rod in a precise position and to operate it carefully, the clamping element is designed as an elastic collar surrounding the piston rod and clamped in a sealed-off manner at both ends. On its side remote from the adjacent piston-rod surface, the collar can be acted upon by the pressure medium between the two clamping points.

Description

Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder Pressure fluid operated working cylinder

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder, dessen Kolbenstange in jeder gewünschten Position mit einer druckmittelbetriebenen, ortsfest angeordneten Vorrichtung stufenlos fixierbar ist, indem ein radial verstellbares Klemmelement gegen einen Umfangsbereich der Kolbenstange zur Anlage gebracht wird und die Kolbenstange gegen axiale Bewegung sperrt.The invention relates to a pressure-medium-operated working cylinder, whose piston rod is in any desired position with a pressure medium-operated, Stationarily arranged device is infinitely fixable by a radially adjustable Clamping element is brought to bear against a peripheral region of the piston rod and locks the piston rod against axial movement.

Es ist ein druckmittelbetriebener'Arbeitszylinder bekannt, dessen Kolbenstange innerhalb ihres Hubes mittels einer Klemmvorrichtung stufenlos festgestellt werden kann ( DE-GM 76 24 119).There is a hydraulic fluid-operated working cylinder known, its The piston rod is set continuously within its stroke by means of a clamping device can be (DE-GM 76 24 119).

Die in beiden Axialrichtungen wirksame Klemmvorrichtung weist als Klemmteile segmentförmige Reibbeläge auf, die die Kolbenstange kreisringförmig umgeben, und ist in einem zylindrischen Gehäuse untergebracht, das in Verlängerung des Arbeitszylinders am Kopf desselben befestigt ist. Dieses Gehause weist eine relativ große Anzahl von einzelnen Bauteilen auf, die kompliziert geformt sind, so daß die Herstellung der Klemmvorrichtung beträchtliche Kosten verursacht. Weiterhin wird die Klemmstellung rein mechanisch bewirkt, wobei die Klemmkraft von einer axial wirkenden Tellerfederanordnung ausgeht und über einen relativ aufwendigen Aufbau in eine radial-zentrale Richtung umgelenkt wird. Zur Aufhebung der Klemmkraft wird ein Fluid unter Druck gesetzt, das der Tellerfederkraft entgegen wirkt.The clamping device effective in both axial directions has as Clamping parts on segment-shaped friction linings that surround the piston rod in a circular ring, and is housed in a cylindrical housing, which is an extension of the working cylinder is attached to the head of the same. This housing has a relatively large number of individual components that are complicated in shape, so that the production the clamping device causes considerable costs. Furthermore, the clamping position purely mechanically effected, the clamping force from an axially acting disc spring arrangement goes out and via a relatively complex structure into a radial central one Direction is diverted. A fluid is pressurized to release the clamping force set that counteracts the disc spring force.

Derartige Arbeitszylinder werden häufig in Verbindung mit Steuerungen verwendet, mit deren Hilfe die Kolbenstange in eine vorbestimmte Stellung gebracht wird, wobei die jeweilige Stellung nach Möglichkeit unter Einhaltung enger Toleranzen eingenommen werden soll. Der Federweg der Tellerfederanordnung sowie die Fertigungstoleranzen aller zusätzlichen, sich bewegenden Bauteile der Klemmvorrichtung ergeben jedoch einen großen Toleranzbereich, der die Erreichung bzw. Einnahme der jeweils gewünschten Kolbenstangenposition nicht mit der gewünschten Genauigkeit sicherstellt. Ferner ist es sehr schwierig, die Kraft der Tellerfederanorndung und damit die Reibkraft zwischen den Reibbelägen und der Kolbenstange zwecks Erzielung eines Schleichganges der Kolbenstange entsprechend feinfühlig zu steuern.Such working cylinders are often used in conjunction with controls used, with the help of which the piston rod is brought into a predetermined position the respective position, if possible while maintaining close tolerances should be taken. The spring travel of the plate spring arrangement and the manufacturing tolerances however, all additional moving components of the clamping device result a large tolerance range, which allows for the achievement or ingestion of the desired Does not ensure the piston rod position with the desired accuracy. Further it is very difficult to determine the force of the plate spring arrangement and thus the frictional force between the friction linings and the piston rod in order to achieve creep speed to control the piston rod accordingly sensitively.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der Schaffung eines druckmittelbetriebenen Arbeitszyiinders, der in seinem Aufbau weiter vereinfacht ist, die Kolbenstange schont und ferner eine genaue Ansteuerung der gewünschten Kolbenstangenposition mittels externer Steuerungen ermöglicht.The object of the invention is thus to create a pressure medium operated Arbeitszyiinders, which is further simplified in its structure, the piston rod protects and also a precise control of the desired piston rod position made possible by means of external controls.

Die Irjsungder Aufgabe besteht dann, daß bei dem einleitend angeführten Arbeitszylinder das Klemmelement als eine elastische, koaxial zur Kolbenstange angeordnete und beidendig dicht eingespannte Manschette ausgebildet ist, die auf ihrer von der benachbarten Kolbenstangenoberfläche abgekehrtcn Seite und zwischen den beiden Einspannstellen mit dem Druckmittel beaufschlagbar ist.The task is then that of the one mentioned in the introduction Working cylinder the clamping element as an elastic, coaxial to Piston rod arranged and tightly clamped cuff at both ends on its side facing away from the adjacent piston rod surface and the pressure medium can be acted upon between the two clamping points.

Ein derartig' gestalteter Arbeitszylinder ist sehr einfach aufgebaut, da lediglich die elastische Manschette als einziges bewegliches Bauteil der Klemmausgestaltung vorgesehen ist und an einer sehr einfachen Halterung montiert sein kann, wobei sich auch die Zuführung des Fluiddruckmittels zu der Manschette sehr einfach gestaltet. Die Anwendung der Manschette gestattet ferner die Verwendung elastomerer Werkstoffe von hoher Verschleißfestigkeit für die Manschette selbst, so daß die Kolbenstange entsprechend geschont wird.A working cylinder designed in this way is very simply constructed, because only the elastic sleeve is the only movable component of the clamp design is provided and can be mounted on a very simple bracket, with the supply of the fluid pressure medium to the cuff is also very simple. The use of the cuff also allows the use of elastomeric materials of high wear resistance for the sleeve itself, so that the piston rod is spared accordingly.

Insgesamt ergibt sich aufgrund der Manschette ein fertigungstechnisch sehr vereinfachter Aufbau einer Klemmvorrichtung für die Kolbenstange eines Arbeitszylinders. Schließlich erlaubt die Manschette eine sehr genaue und feinfühlige Steuerung ihres Anpreßdruckes an die Kolbenstange, so daß die Reibkraft zwischen Manschette und Kolbenstange fein dosiert werden kann.Overall, there is a manufacturing technology due to the cuff very simplified structure of a clamping device for the piston rod of a working cylinder. Finally, the cuff allows very precise and sensitive control of your Contact pressure on the piston rod, so that the frictional force between the sleeve and Piston rod can be finely dosed.

Dadurch ist es möglich, die Kolbenstange mittels externer Steuereinrichtungen, die z.B. Prozessoren einschließen können, in denen entsprechende Wegvorgaben programmiert sind, unter Einhaltung sehr enger Toleranzen in die gewünschten Positionen zu bringen und dort zu fixieren.This makes it possible to control the piston rod by means of external control devices, which can include processors, for example, in which appropriate route specifications are programmed are to be brought into the desired positions while observing very tight tolerances and fix there.

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 angege n, gemäß dem die Manschette und ihre Halterung zur einfachen Verbindung miteinander ausgebildet sind.An embodiment of the invention is indicated in claim 2, according to which the cuff and its holder are designed for easy connection with one another are.

Die Erfindung ist nachstehend unter Einbeziehung der anliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 und 2 zwei Ausführungsformen im Axialschnitt, Figur 3 die Einzelheit X der Figur 2 im Axialschnitt.The invention is described below with reference to the accompanying drawings for example explained in more detail. They show: FIGS. 1 and 2 two embodiments in axial section, Figure 3, the detail X of Figure 2 in axial section.

Der allgemein mit 1 bezeichnete Arbeitszylinder gemäß Figur 1 besteht aus dem üblichen Zylinder 2, der Kolbenstange 3 mit ihrem nicht gezeigten Kolben und dem vereinfacht dargestellten Zylinderkopf 4. Der Kopf 4 trägt mittels einer beispielsweisen Gewindeverbindung 5 in koaxialer Verlängerung des Zylinders 2 eine hohlzylindrische Halterung 6, deren Innenraum zum einen die Kolbenstange 3 und weiter eine hülsenförmige und elastische Manschette 7 aufnimmt, die die Kolbenstange 3 koaxial und im unbelasteten Zustand mit gewissem Spiel umgibt. Weiter ist der Innenraum so bemessen, daß zwisehen der Seite 8 der Manschette 7, die der Kolbenstange abgekehrt ist, und der Innenwandung 9 des Innenraums ein Ringspalt 10 verbleibt. Zu diesem Ringspaltraum 10 führt eine Anschlußleitung 11, um den Raum 10 mit einem Druckfluid zu versorgen. In Abänderung des Ringspaltraumes ist ein solcher aufgrund der Elastizität der Manschette 7 nicht unbedingt erforderlich, um die Manschette in Richtung der Kolbenstange 3 auszulenken.The working cylinder generally designated 1 according to FIG. 1 consists from the usual cylinder 2, the piston rod 3 with its piston, not shown and the cylinder head 4 shown in simplified form. The head 4 carries by means of a for example threaded connection 5 in a coaxial extension of the cylinder 2 Hollow cylindrical holder 6, the interior of which on the one hand the piston rod 3 and on a sleeve-shaped and elastic sleeve 7 receives the piston rod 3 surrounds coaxially and in the unloaded state with a certain amount of play. The interior is wider dimensioned so that between the side 8 of the sleeve 7, which faces away from the piston rod is, and the inner wall 9 of the interior an annular gap 10 remains. To this Annular gap space 10 leads a connecting line 11 to space 10 with a pressure fluid to supply. A modification of the annular gap space is due to its elasticity the cuff 7 is not strictly necessary to move the cuff in the direction of the Deflect the piston rod 3.

Die Halterung 6 für di( Marlschette 7 ist ferner mit zwe I<.tnynuten 12 und 13 versehen, und die Manschette weist an ihren Endbereichen radial auswärts gerichtete Umfangswülste 14 bzw.The holder 6 for di (Marlschette 7 is also with two I <.tnynuts 12 and 13, and the cuff points radially outward at its end regions directed circumferential beads 14 or

15 auf, die im Profil den Nuten 12 bzw. 13 entsprechen, jedoch mit etwas Übermaß in der Breite versehen sind, um in den Nuten fest eingespannt zu sein.15, which correspond in profile to the grooves 12 and 13, but with a little excess width are provided in order to be firmly clamped in the grooves.

Die Wirkungsweise der Manschette ist denkbar einfach. Ist die Kolbenstange 3 in die gewünschte Position verfahren worden, was z.B. mit Hilfe einer externen Steuereinrichtung für vorprogrammierte Wegvorgaben geschehen kann, so wird der Ringspaltraum 10 über die Anschlußleitung 11 mit Druckfluid versorgt, das die aus einem Elastomer- oder Gummimaterial bestehende Manschette 7 beaufschlagt und diese in Richtung der Kolbenstange 3 auslenkt. Die schließlich radial auf die Kolbenstange wirkende Anpreßkraft der Manschette klemmt die Kolbenstange dann fest ein. Die Verwendung, Formgestaltung, Anordnung sowie die Wirkungsweise der vorstehend erläuterten Manschette erlauben eine genaue Fixierung der Kolbenstange 3 in jeder gewünschten Position unter Einhaltung sehr enger Toleranzen innerhalb des Kolbenhubes.The way the cuff works is very simple. Is the piston rod 3 has been moved to the desired position, which can be done e.g. with the help of an external Control device for preprogrammed path specifications can be done, so the annular gap space 10 supplied via the connection line 11 with pressurized fluid, which consists of an elastomer or rubber material existing sleeve 7 applied and this in the direction of Piston rod 3 deflects. The pressing force ultimately acting radially on the piston rod the sleeve then clamps the piston rod firmly in place. The use, design, Allow arrangement and the mode of operation of the sleeve explained above an exact fixation of the piston rod 3 in any desired position in compliance very tight tolerances within the piston stroke.

In den Figuren 2 und 3 ist eine alternative Ausführungsform eines Arbeitszylinders dargestellt, bei der für gleiche Teile gleiche Bezugsziffern gelten.In Figures 2 and 3, an alternative embodiment is one Working cylinder shown, in which the same reference numerals apply to the same parts.

Der hauptsächliche Unterschied dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Manschette nicht am Außenumfang der Kolbenstange 3 angreift, sondern an einer Innenumfangswandung der Kolbenstange. Die Kolbenstange weist eine von ihrem den Kolben 16 tragenden Ende ausgehende Axialbohrung 17 auf 1 die in der Kolbenstange koaxial verläuft und bei eingefahrener Stange bis zum Kopfende 4 des Zylinders 2 reicht. In diese Axialbohrung 17 ragt eine am Zylinderfußende 18 starr befestigte und ebenfalls bis zum Zylinderkopfende 4 reichende Hohlstange 19 als Manschettenhalterung hinein. Der dem Kopf 4 zugekehrte Endbereich der Stange 19 trägt die Manschette 7, utld zwar mittls der Nuten 12 und 13, die in die Stange eingelassen sind (Figur 3). Die Hohlstange besitzt ausreichendes Spiel zur. Wandung der Axialbohrung 17, um die Manschette 7 aufnehmen zu können. Auch hier ist der Ringspaltraum 10 zwischen der Manschette 7 und der Hohlstange 19 vorgesehen, der über einen Durchgang 20 gespeist wird, der mit dem axialen Versorgunqskanal 21 der Hohlstange kommuniziert, der wiederum von außen mit Druckfluid versorgt wird. Die Manschette wird in diesem Fall radial nach außen ausgelenkt und legt sich an die Wandung 17a der Axialbohrung 17 an, um die Kolbenstange 3 zu fixieren. Dies geschieht, nachdem die Kolbenstange infolge Beaufschlagung ihres Kolbens 16 über die Druckfluidanschlüsse A oder B in die gewünschte Position verfahren worden ist.The main difference of this embodiment is that that the cuff does not engage on the outer circumference of the piston rod 3, but on an inner peripheral wall the piston rod. The piston rod has an axial bore 17 extending from its end carrying the piston 16 to FIG runs coaxially in the piston rod and, when the rod is retracted, to the head end 4 of cylinder 2 is enough. In this axial bore 17 protrudes at the end of the cylinder 18 rigidly attached hollow rod that also extends to the end of the cylinder head 4 19 as a cuff holder. The end of the rod facing the head 4 19 carries the sleeve 7, although it is by means of the grooves 12 and 13 that are in the rod are embedded (Figure 3). The hollow rod has sufficient play for. Wall the axial bore 17 in order to be able to accommodate the cuff 7. Here is the one too Annular gap space 10 is provided between the sleeve 7 and the hollow rod 19, the is fed via a passage 20 which is connected to the axial supply channel 21 of the Communicated hollow rod, which in turn is supplied from the outside with pressure fluid. the In this case, the cuff is deflected radially outwards and lies against the Wall 17a of the axial bore 17 in order to fix the piston rod 3. This happens, after the piston rod as a result of the action of its piston 16 via the pressure fluid connections A or B has been moved to the desired position.

Soll die Kolbenstangenklemmung aufgehoben werden1 wird der Ringspaltraum 10 entlastet, und die Manschette 7 zieht sich bei beiden Ausführungsformen aufgrund ihrer Elastizität in ihre ursprüngliche Form zurück, so daß die Kolbenstange zu einer weiteren Axialbewegung frei ist. Dabei kann auch so vorgegangen werden, daß der Ringspaltraum teilbelastet ist, so daß die Kolbenstange im Schleichgang verfahren werden kann, was dann vorteilhaft ist, wenn die Kolbenstange vorher im Eilgang verfahren worden ist.If the piston rod clamping is to be released1 the annular gap space becomes 10 relieved, and the cuff 7 pulls due to both embodiments its elasticity back to its original shape, so that the piston rod to is free from further axial movement. It can also be proceeded in such a way that the annular gap is partially loaded, so that the piston rod in Creep speed can be moved, which is advantageous when the piston rod has been moved in rapid traverse beforehand.

Claims

Claims Fh pressure medium operated working cylinder, whose Piston rod in any desired position with a pressure medium operated, stationary arranged device is infinitely fixable by a radially adjustable Clamping element is brought to bear against a peripheral region of the piston rod and locks the piston rod against axial movement, characterized in that the Clamping element as an elastic, arranged coaxially to the piston rod and at both ends tightly clamped cuff (7) is formed on its from the neighboring Piston rod surface facing away from the side (8) and between the two clamping points can be acted upon with the pressure medium.

2. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the The cuff (7) is radial at both of its clamping points, facing away from the piston rod Has circumferential beads (14, 15) in corresponding grooves (12 and 13) a Cuff retainer is unclamped.

3. Working cylinder according to claims 1 and 2, characterized (e indicates that the cuff (7) is sleeve-shaped and made of an elastomer or Rubber material.

4. Working cylinder according to claims 1 to 3, the piston rod of which is provided with an axial bore extending from its piston end, in the one attached to the end of the cylinder base and reaching to the end of the cylinder head engages coaxially with radial play, characterized in that the hollow rod (19) is designed as a cuff holder and the cuff on your head (4) of the cylinder (2) facing end area in grooves (12, 13) carries and that the sleeve (7) against the wall (17a) of the axial bore (17) of the piston rod (3) can be brought to the facility.