DE3426997A1 - Zylinder einer hubkolbenmaschine - Google Patents

Description

• B e s c h r e i b u n g
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hubkolbenmaschine nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 2 Mit zunehmer Mechanisierung und Automatisierung hat die Steuer- und .Regeltechnik sehr an Bedeutung gewonnen.
• Eine hervorragende Rolle spielen bei sogenannte ubkolbenmaschinen, die in Form von Antriebszylindern vielfältige Aufgaben übernehmen.
• Bevorzugte Aufgaben sind z.B. Positionsvorgänge, Spannvorgänge, Greifbewegungen.
• Die vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten bedingt eine viezahl unterschiedlicher Hubkolbenmaschinen und zwar sowohl hinsichtlich der zu übertragenden Druck- und Zugkräfte, als auch hinsichtlich der Hubwege.
• Im Hinblick auf ihre unterschiedlionen Hubwege für bestimmte, mit sonst gleich dimensionierten Antriebszylindern zu bewältigende Aufgaben ergeben sich stets Schwierigkeiten, wenn außerhalb der " marktüblichen" Hübe liegende Zwischenwerte benötigt werden.
• Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Hubkolbenmscnine der gattungsgemäßen Art anzugeben, die so aufgebaut ist, daß mit einfachen Mitteln beliebige Hublängen realisiert werden können.
• Eine weitere Aufgabe besteht darin, unterschiedliche Kraftübertragungen zu ermöglichen.
• Diese AuFgaben werden durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1, bzw. 2 angeebenen Merkmale gelöst.
• Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine ist Gegenstand von Anspruch 3 Ein besonderer Vurteil der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine besteht noch darin, daß auf Grund der Modularität, d.h. auf Grund der Zer-Megbarkeit des Zylinders wesentlich mehr und bessere Möglichkeiten für die Unter- bzw. Einbrincung von Durchgangsbohrungen fllr das Druckmedium gegeben sind.
• Die Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
• Diese zeigt das Aufbauprinzip der erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine und zwar Fig. 1 mit einer ersten Hublänge hl Fig. 2 mit einer zweiten Hublänge h2 In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Hubkolbenmschine 1 einer ersten Hublänge h1 dargestellt.
• Diese Hubkolbenmaschine 1 besteht aus einem Zylinder 2 und einem Kclben 3, der je nachdem von welcher Seite her er mit Druckmedium beaufschlagt wird im Zylinder 2 hin und her ( bezogen auf die Zeichnung auf und ab ) bewegt wird. ( Pfeil # ) Mit den Kolben 3 ist eine Kolbenstange 4 verbunden, dee entsprechend der Kolbenbewegung (Pfeil # ) ebenfalls oszillierend hin und her (auf und ab) bewegt werden kann, Die Koltenstange 4 reicht mit ihrem dem Kolben 3 abgewandten Ende durch eine Jurchang sbnhrung an der Kopfseite des Zylinders 2 nach außen und bewegt über dieses freie Ende ein zugeordnetes Element in bestimmungsgemäßer Weise.
• Der Kolben 3 bewegt sich längs einer den Hubraum der Hubkolbenmaschine bestimmenden Zylinderbuchse 5, deren Innendurchmesser gehont ist, um die Reibung zwischen Kolben 3 und Zylinderbüchsenwandung zu minimieren.
• Wie erwähnt kann stich der Kolben 3 um die Hublänge h1 innerhalb des Zylinders 2 bewegt.
• Dieser ist kolbenseitig geschlossen und kolbenstangenseitig über die Durchgangsbohrung für die Kolbenstange 4 offen.
• Prinzipiell muß, damit der Kolben 3 in die Zylinder-Buchse 5 eingeführt werden kann, der Zylinder 2 von der letztgenannten Seite her im Rohzustand eine entsprechende Bohrung aufweisen.
• Diese Bohrung ist im allgemeinen ein Gewindeloch, in das über die Kolbenstange 4 hinweg ein Druckstück 6 eingeschraubt wird.
• Damit ergibt sich ein geschlossener Hubraum, innerhalb diesem - zwischen Zylinderboden und Druckstück 6 - der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 axial bewegt werden können.
• Die Hublänge h1 liegt fest. Wird z.B. eine abweichende Hublänge benötigt, so bedeutet dies, daß aus der Vielfalt der angebotenen Arbeitazylinder ( Hubkolbenmaschinen ) ein passender ausgesucht werden muß.
• Nur in den seltensten Fällen wird man genau das Maß finden, das man gerade braucht.
• Hier setzt die Erfindung ein, und zwar insoweit, als der Zylinder 2, wie er bisher als Einheit dargestellt, d.h. beschrieben wurde, nunmehr aus drei urundelementen zusammengefügt wird.
• Grundsätzlich soll an dieser Stelle noch angefügt werden, daß mit der erfindungsgemäßen Konzeption nicht nur unterschiedliche langen, sondern - entsprechend dem Nebenanspruch - auch die unterschiedlichen Arbeitsbedingungen bezüglich der Druck- und Zugkräfte realisiert werden können.
• Die Erfindung besteht also darin, daß ein auswechselbares, aufgabenspezifisch di-;ensioniertes Grundelement mit zwei typspezifischen einheitlichen Grundelementen zu einer Einheit, nämlich einer erfindungsgemäßen Hubkolbenmaschine zusammengefügt. wird.
• Das erste Grundelement ist ein Bodenteil 21 das gemäß der vorstehenden Beschreibung Anschlag für den Kolben 3 ist und damit dessen eine Endstellung bestimmt.
• An das Bodenteil 21 schließt als zweites Grundelement ein Mittelteil 22 an, das eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme der Zylinderbuchse 5 aufweist.
• Mittelteil 22 und eingesetzte Zylinderbuchse 5 sind längenmäßig aufeinander abgestimmt und bilden eine Einheit; diese Einheit soll nun gemaß der vorliegenden Erfindung entweder in fein abgestuften Längen abrufbereit auf Lager lieg oder aus einfachen Halbzeugen bedarfsgerecht angelangt werden.
• Diesbezüglich soll an dieser Stelle angemerkt werden, daß hohlzylindrisches Stangenmaterial mit gehontem Innendurchmesser handelsüblich erhaltlich ist und somit auf beliebige Länge zugeschnitten werden kann; gleiches gilt auch für die Herstellung des Mittelteiles selbst.
• Das dritte Grundelement des erfindungsgemäßen Zylinders ist ein Kopfteil 23, in welches das Druckstück 6 eingesetzt ist.
• Werden nun Bodenteil 21, Mittelteil 22 mit Zylinderbuchse 5 und Kopfteil 23 mit Druckstück 6 zusammengeschraubt ( Schraubloch - Mittellinien 25 ), so ergibt sich ein Zylinder 2 mit einer Hublänge h1 -entsprechend der Ausgangsbeschreibung.
• Anhand von Fig. 2 ( im Vergleich zu Fig. 1 ) wird der erfindungsgemäße Grundgedanke klar ersichtlich.
• Während nach dem Stand der Technik eine neue, d.h. veränderte Hublänge nur dadurch erreichbar ist, daß ein neuer Zylinder genommen wurde,-der dann allerdings auch nur eine ganz bestimmte Hublänge hatte- ist es it der vorliegenden Erfindung möglich, beliebige Hublängen dadurch zu verifizieren, daß das Mittelteil 22 mit der angepassten Zylinderbuchse 5 ausgewechselt wird.
• Gemäß Fig. 1 war der Kolben 3 über eine Hublänge h1 verfahrbar; gemäß Fig. 2 beträ- diese Hublänge nunmehr h2 Erreicht wird diese Hublängenvariation ganz einfach dadurch, daß die Spannschrauben, die Eoden-, Mittel-und Kopfteil zu einer Einheit verbinden, gelöst werden und daß zwischen Bodenteil 21 und Kopf teil 23 ein Mittelteil 22 einer zweiten Länge zwischengefügt wird.
• Das Mittelteil 22 enthält auch die der gewünschten Hublänge h2 entsprechend abgelngte Zylinderbuchse 5.
• Bodenteil 21 und Kopfteil 23 sind somit die gleichen wie beim Zylinder nach Fig. 1, sodaß letztlich eins sehr billige Lösung zur Realisierung unterschiedlicher und hublängenmäßig exakt abstimmbarer Arbeitszylinder möglich ist.
• Billig ist diese Lösung insbesondere dadurch, daß das Kopfteil 23 mit dem eingeschraubten Druckstück 6 dem speziellen Zylindertyp entsprechend mehrfach verwendbar ist; gleiches gilt für das Bodenteil 21.
• Und bezüglich des Mittelteiles 22 mit der Zylinderbuchse 5 ist es so, daß ggf. beide von einem handelsüblichen Stangenmaterial abgestochen werden könnnen.
• as mittelteil 22 selbst muß dann allenfalls dem Außendurchmesser der Zylinderbuchse 5 entsprechend aufgebohrt werden, damit diese eingesetzt werden kann.
• Der Vollständigkeit halber soll anhand von Fig. 2 noch auf folgendes hingewiesen werden.
• Die Kolbenstange 4 muß selbstverständlich in Ringdichtungen 41 laufen, damit das Druokmedium nicht nach außen entweicht.
• Und da Bodenteil 21 und Mittelteil 22, sowie ,mittelteil 22 und Kopfteil 23 jeweils über bearbeitete Flächen aneinandergepresst sina, messen auch hier Dichtungen 27 bzw. 28 eingelegt werden.
• Die Betätigung des Kolbens 3 bzw. der Kolbenstange 4 wird huber zwei Druckmittelanschlüsse a und b erreicht.
• Der Druckmittelanschluß a wirkt auf eine durch das Bodenteil 21 gebohrte Druckmittelleitung und bewirkt eine Bewegung des Kolbens 3 zum Kopfteil 23 hin; der Druckmittelanschluß b führt zum Kopfteil 23 und wirkt über eine durch das Druckstück 6 gebohrte Druckmittelleitung auf das stangenseitige Ende des Kolbens 3.
• Über wechselweise Beaufschlagung der Druckmittelanschlüsse a und b wird der Kolben 3 somit zwischen beiden Endstellungen am Bodenteil 21 und am Kopfteil 23 hin und her bewegt.
• Wie bereits erwähnt, läßt sich der erfindungsgemäße Grundgedanke auch insoweit variieren, daß nicht hublängen-variable Mittelteile,sonderh kolbendurchmesser-variable Mittelteile ausgetauscht werden.
• Abschließend soll noch darf hingewiesen werden, daß der erfindungsgemäße Arbeitszylinder insbesondere auch für hohe Arbeitsdrücke anwendbar ist, da die Zylinderbuchse sich über ihre gesamte Länge am Mittelteil und ggf. an der Sacklochwanduns im Bodenteil abstützen kann.
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Claims (3)

1. Zylinder einer Hubkolbenmaschine P A T E N T 5 P Ü C H E 1.) Aus einem bodenseitio gesc-lossenen und kopfseitig mit einer koaxialen Durchgangsbohrung für eine Kolbenstange versehenen Zylinder und einem über Druckmedium im Zylinder hin und her bewegbaren, mit der Kolbenstange verbundenen Kolben bestehende Hubkolbenmaschine, insbesondere Arbeitszylinder für die Autcmatisierungstechnik, dadurch gekennzeicnnet, daß der Zylinder (2) modular aus drei Grundelementen zusammengefügt ist, und zwar a) aus einem (typ-spezifisch einheitlichen) Bodenteil (21) b) aus einem langenvariablen, aufgabenspezifisch abgelängten Mittelteil (22) mit eine dem Kolben (3) entsprechenden Zylinderbuchse (5) und c) aus einem ( typ-spezifisch einheitlichen) Kopfteil ( 23) , das koaxial zur Zylinderbuchse (5) ein Druckstück (6) aufweist, das in das Kopfteil (23) eingesetzt ist und die Durchgangsbohrung für die Kolbenstance (3) aufweist, sodaß je nach Länge des Mittelteiles (21) und der Zylinderbuchse (5) unterschiedliche Hübe ( hl,h2) des Kolbens erreichbar sind.
2. 2.)Aus einem bodenseitig ceschlossenen und kopfseitig mit einer koaxialen Durchgangsbohrung für eine Kolbenstange versehenen Zylinder und einem über Druckmedium im Zylinder hin und her bewegbaren, mit der Kolbenstange verbundenen α leben bestehende Hubkolbenmaschine, insbesondere Arbeitszylinder für die Automatisierung stechnik, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder modular aus drei Grundelementen zusammengefügt ist, und zwar a) aus einem (typ-spezifisch enneitlichen) Bodenteil (21) b) aus einem kolbendurchmesservariablen, aufgabenspezifisch abgestimmten Mittelteil (22) mit einer dem Kolben (3) entsprechenden Zylinderbuchse (5) und c) aus einem (typ-spezifisch einheitlichen) Kopfteil (23), das koaxial zur Zylinderbuchse(5) ein Druckstück(6) aufweist, das in das Kopfteil ( 23) eingesetzt ist und die Durchgangsbohrung für die Kolbenstange (3) aufweist, sodaß je nach Kolbendurchmesser unterschiedlichte Kolbenkräfte übertragbar sind.
3. 3.) Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gskennzelchnetj daß das Bodenteil (21) von der dem Kolben (3) zugewandten Seite her ein Sackloch aufweist, dessen Durchmesser dem Außendurchmesser der Zylinderbuchse (5) entsprechend gewählt ist, die um das Maß der Sacklochtiefe verlängert ist und beim Zusammenfügen des Zylinders (2) in das Sackloch eingeführt ist.