DE202009012039U1

DE202009012039U1 - Pneumatischer Zylinder

Info

Publication number: DE202009012039U1
Application number: DE200920012039
Authority: DE
Original assignee: Kolben-Seeger & Co KG GmbH; Seeger Kolben Co KG GmbH
Current assignee: KOLBEN-SEEGER GMBH & CO. KG, DE; Albert Handtmann Elteka GmbH and Co KG
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2019-09-05
Also published as: EP2292936A1

Abstract

Pneumatischer Zylinder, insbesondere zum Einsatz in einer Schweißeinrichtung, z. B. einer Punktschweißzange oder eines Punktschweißportals, mit einem Zylindergehäuse (2) und einer zumindest ein Kolbenelement (3) aufweisende Kolbenstange (4), wobei das Kolbenelement (3) und die Kolbenstange (4) relativ zum Zylindergehäuse (2) axial verschieblich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) aus einem drucklos vergossenen Polyamid ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Zylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 92 07 582 ist ein Arbeitszylinder bekannt, der ein Gehäuse aus einem Innenrohr und einem das Innenrohr radial außen umgebenden Außenrohr besitzt. Das Außenrohr ist dabei ein Kunststoffrohr, welches aus Polyvinylchlorid, einem Polyacetat oder einem Polyoxymethylen bestehen kann. Das Außenrohr ist als Strangpressteil oder als Extrudierteil ausgebildet. Insbesondere lehrt diese Druckschrift die Verwendung eines festigkeitsmäßig geringwertigeren Kunststoffes für das Außenrohr, das das Außenrohr keinen dynamischen Belastungen ausgesetzt ist. Die Verwendung der erwähnten Kunststoffe für das Außenrohr haben lediglich die Aufgabe, eine vielfältige Konturierung des Außenumfanges mit geringem Aufwand sicherzustellen.
Aus der EP 12 55 046 B1 ist ein Druckmittelzylinder, insbesondere zum Einsatz in der Lebensmittelindustrie bekannt, bei dem ein Zylinderrohr von einem Kunststoff ummantelt ist, wobei der Kunststoff ein transparentes Material ist. Dies soll den Zweck haben, gegebenenfalls vorhandene Lagesensoren für die die Kolbenstange von außen besser erkennen zu können. Der transparente Kunststoff des Gehäuses trägt nichts oder nur geringfügig zur Festigkeit und Stabilität des Zylinders bei. Das Zylinderrohr und zwei endseitige Zylinderverschlussdeckel werden durch Gewindestangen miteinander verblockt und bilden so einen stabilen Zylinder.
Die vorgenannten Zylinder eignen sich nicht als pneumatische Zylinder zur Verwendung in einer Schweißanlage, insbesondere in einer Portalschweißanlage oder Vielpunktschweißanlage einem Schweißroboter oder dergleichen. Für diese Anwendungszwecke besitzen bekannte Zylinder ein Stahlrohr als Zylinderrohr, in dem die Kolbenelemente und die Kolbenstange axial verschieblich geführt sind, da derartige Zylinder sehr widerstandsfähig, insbesondere hinsichtlich mechanischer Beanspruchung sein müssen. Üblicherweise werden derartige Schweißzylinder mit Drücken von bis zu 12 bar betrieben und weisen Hübe bis etwa 180 mm auf. Derartige Zylinder werden eingesetzt als Stoßpunkter in Schweißanlagen sowie auch als Antrieb von Punktschweißzangen, die stationär aufgestellt oder an einem Roboter befestigt sein können und z. B. in der Automobilindustrie zum Einsatz kommen. Da die Forderungen in der Automobilindustrie nach Verkürzung der Produktionstaktzeiten immer größer werden, bedeutet dies, dass sich die Roboter mit den Schweißzangen insbesondere während der Leerwege immer schneller bewegen müssen. Um möglichst im Schnellgang und möglichst zeitnah von einer Position eines ersten Schweißpunktes zu einer Position eines zweiten Schweißpunktes zu gelangen, müssen die Schweißzangen möglichst leicht ausgebildet sein. Stahlzylinder weisen bauartbedingt ein relativ hohes Eigengewicht auf, so dass die zugehörigen Schweißzangen ein entsprechend hohes Gewicht aufweisen, was die dynamische Belastung der Roboter erhöht.
Außerdem sind derartige Stahlzylinder sehr aufwendig in der Herstellung, da beispielsweise ein Zylinderrohr endseitig mit einem Verschluss versehen werden muss. Endseitig wird dieser Verschluss üblicherweise geschweißt. Die Druckmittelversor gung, in diesem Fall Druckluftzufuhr- und Abführeinrichtungen müssen mittels angelöteten Anschlussmitteln zur Verfügung gestellt werden. Des Weiteren ist es relativ aufwendig, Befestigungseinrichtungen für den Stahlzylinder an diesem anzubringen. Üblicherweise werden dort Halter angeschweißt, was bei der Herstellung zu unerwünschtem Wärmeverzug führt. Hieraus und auch aus den Lötvorgängen ergibt sich bei der Herstellung eines solchen Zylinders eine unerwünschte Belastung und unerwünschte thermische Verzüge. Um die hohen Anforderungen an die Koaxialität und die engen Toleranzen eines Druckluftzylinders erfüllen zu können, ist es daher erforderlich, nach Abschluss aller Wärmebehandlungen eines solchen Zylinders ein maßgenaues Honen oder Ausspindeln durchzuführen.
Des Weitern müssen üblicherweise auch ausführliche galvanische Maßnahmen, wie z. B. Phosphatieren durchgeführt werden, um ausreichenden Korrosionsschutz sicherzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen geeigneten pneumatischen Zylinder u. a. zur Verwendung in Schweißvorrichtungen, beispielsweise in Schweißzangen oder Schweißportalen zur Verfügung zu stellen, welcher zum einen ein verringertes Gewicht besitzt und zum anderen hinsichtlich der Bauteilfestigkeit bei den gegebenen Randbedingungen die Werte eines Stahlzylinders erreicht. Insbesondere soll die Anzahl der Herstellschritte und der bei der Herstellung benötigten Einzelteile deutlich reduziert werden.
Des Weiteren soll ein pneumatischer Zylinder angegeben werden, der in einfacher Art und Weise in unterschiedlichen Einbausituationen anpassbar ist und insbesondere eng beabstandet nebeneinander angeordnet werden kann, so dass der Abstand zweier Zylindermittelachsen möglichst klein gewählt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen pneumatischen Zylinder anzugeben, der im Betrieb geräuscharm läuft und insbesondere für den Einbau in einer Schweißanlage/Schweißzange in einfacher Art und Weise eine elektrische Isolierung des Zylinders, insbesondere dessen Kolbenstange gegenüber der restlichen Schweißzange einfach ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen pneumatischen Zylinder anzugeben, welcher in einer Querrichtung des Zylinders besonders schmal baut und trotzdem eine für den Betrieb üblichen Schweißzangen oder anderer Betätigungsmittel notwendige Druckkraft/Zugkraft aufbringen kann.
Diese Aufgaben werden mit einem pneumatischen Zylinder mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Vielzahl der spezifischen Anforderungen an Pneumatikzylinder, die in Schweißvorrichtungen eingesetzt werden, durch die Auswahl eines bestimmten Kunststoffes für ein Zylindergehäuse erfüllt werden kann, wobei als Kunststoff ein Polyamid gewählt ist, welches drucklos vergossen ist. Unter drucklos vergossen im Sinne der Erfindung ist zu verstehen, dass das Polyamid nicht wie üblicherweise im Spritzguss- oder Strangpressverfahren unter Druck in Form gebracht wird, sondern in einem gießfähigen flüssigen Zustand ohne Aufbringen externen Druckes in eine offene Gießform gegossen wird. Überraschender Weise hat sich herausgestellt, dass die Auswahl des Kunststoffes und die Art der Verarbeitung zu einem besonders festen Kunststoffgefüge und auch zu einer besonders beanspruchbaren kristallinen Ausgestaltung des Kunststoffes führt, so dass alle anwendungsspezifischen Anforderungen nunmehr erstmals mittels eines Kunststoffzylin dergehäuses für die Anwendung des pneumatischen Zylinders in einer Schweißanlage sichergestellt werden können.
Es hat sich sogar gezeigt, dass ein derartiger Zylindergehäuse ausreichend stabil ist, um auch ohne metallisches Innenrohr, welches eine Laufbuchse für Kolbenelemente des pneumatischen Zylinders bildet, funktionieren kann. Selbstverständlich kann es jedoch für bestimmte Anwendungsfälle zweckmäßig sein, dass im Zylindergehäuse ein Metallzylinder als Laufbuchse für das Kolbenelement angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Zylindergehäuse im Bereich eines ersten Endes des Zylindergehäuses mit Befestigungseinrichtungen versehen, welche bevorzugt einstückig am Zylindergehäuse angebracht sind. Es bietet sich ebenfalls an, einendig das Zylindergehäuse verschlossen auszubilden, so dass beispielsweise ein Bodenstück des Zylindergehäuses und entsprechende Befestigungsvorrichtungen zusammen mit dem Zylindergehäuse einstückig ausgebildet sind.
Um einen möglichst enge Packung und eine möglichst dicht aufeinanderfolgende Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer pneumatischer Zylinder zu erreichen, empfiehlt es sich, das Zylindergehäuse mittels Abflachungen zu versehen, so dass eine engstmögliche Anordnung der Zylinder nebeneinander gewährleistet ist. Zweckmäßig ist es ebenfalls, in verdickten Bereichen des Zylindergehäuses Messmittel vorzusehen, mittels denen die Lage der Kolbenelemente bzw. der Kolbenstange im Inneren des Zylinders bestimmbar ist. Die Messmittel können ohne Weiteres mit eingegossen sein und/oder in einer Nut gelagert sein.
Am zweiten Ende des Zylindergehäuses ist dieses mittels eines, z. B. metallischen Verschlusses abgedeckt und abgedichtet, wobei der Verschluss einerseits an einem Absatz im Zylinderge häuse anliegt und andererseits durch einen sogenannten Seegerring axial festgehalten wird. Der Seegerring sitzt in einer Nut im Kunststoff des Zylindergehäuses.
Als bevorzugter Werkstoff für die Ausbildung des Zylindergehäuses kommt ein PA12, PA12G oder ein PA6 in Frage. Zweckmäßiger Weise bietet es sich an, auch Kolbenelemente oder die Kolbenstange aus dem drucklos vergossenem Polyamid herzustellen. Dies führt zu einer weiteren Gewichtsreduzierung und insbesondere zu einem leisen und verschleißarmen Lauf. Weiterhin bietet diese Ausgestaltung der Kolben/Kolbenstangen die Möglichkeit, Dichtungselemente im Randbereich der Kolben einstückig in die Kolben einzugießen und somit den erforderlichen Montageaufwand zu verringern.
Bei dem erfindungsgemäßen pneumatischen Zylinder ist es in einfacher Art und Weise möglich das Gehäuse zur Ausbildung eines Mehrfachzylinders mit einer Mehrzahl, d. h. zwei oder mehr Zylinderkammern zu versehen, so dass ein mehrfach wirkender pneumatischer Zylinder erzielbar ist. Dies ist bei dem ausgewählten Werkstoff besonders einfach zu erreichen, da sich der ausgewählte Werkstoff in der erfindungsgemäß ausgewählten Verarbeitungsart, nämlich dem Drucklosgießen besonders einfach zerspanen lässt und insbesondere Bohrungen für Zylinderkammern mit einem sehr großen Hub im Verhältnis zum Bohrungsdurchmesser einfach und maßgenau herstellbar sind. Problemlos sind Bohrungs-/Hubverhältnisse im Bereich bis zu 1:12 herstellbar.
Beim erfindungsgemäßen pneumatischen Zylinder wird also das Zylindergehäuse aus einem Stück gegossen, wobei das Gießen derart erfolgt, dass das dünnflüssige Polyamid einen Starter für die Polymerisationsreaktion aufweist. In diesem dünnflüssigen Zustand wird das Polyamid in eine offene Form vergossen. Die Polymerisation des Kunststoffes erfolgt dann in der Form, d. h. die Molekülkettenbildung erfolgt ebenfalls in der Form, wodurch ein sehr homogener und eigenspannungsarmer Aufbau des Gießrohlings erreicht wird. Dies unterscheidet das drucklose Gießen beispielsweise vom üblichen Spritzgießen, wo es z. B. zu bestimmten Orientierungen der schon fertigen Molekülketten kommt und insbesondere im Bereich des Aufeinandertreffens zweier Gießfronten Schwachstellen geben kann, etwa weil sich auf der Rückseite eines beidseitig von der Schmelze umflossenen Kerns die beiden Schmelzeströme wieder treffen. Beim Spritzgießen kann es vorkommen, dass sich solche Schmelzströme nicht mehr 100%-ig verbinden, da an ihrer Oberfläche unterwegs schon eine Abkühlung/Orientierung der Ketten eingetreten ist. Diese Problematik ist beim Spritzgießen als das Entstehen einer Bindenaht bekannt. Dem gegenüber ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Zylindergehäuses aus einem drucklos vergossenen Polyamid auch eine Bildung von längeren Molekülketten beobachtbar, da ein Pressen in die Form oder Durchdrücken durch eine Strangpressmatrize nicht erfolgt. Nach der Aushärtung der Polyamidmasse in der Gussform kann beispielsweise der Gießrohling getempert werden. Dies dient der weiteren Homogenisierung und kann in der Praxis, je nach Anforderung, etwa 2 bis 6 Stunden in Anspruch nehmen.
Sofern als Laufbuchse für den Kolben ein Stahlrohr eingesetzt ist, sitzt das Stahlrohr bevorzugt mittels einer Spielpassung im Zylindergehäuse, wobei die Spielpassung einerseits durch Bearbeitung der Buchse und der Innenfläche des Zylindergehäuses erzielt wird.
Es hat sich gezeigt, dass falls eine Metallbuchse/Metallzylinder eingesetzt wird, diese endseitig an beiden Enden offen sein kann und die im Betrieb des pneumatischen Zylinders durch Druckbeaufschlagung entstehenden Axialkräfte auf den Bodenbereich des Zylindergehäuses und den Verschluss des Zylin dergehäuses wirkenden Kräfte ohne Weiteres durch das Zylindergehäuse selbst, also den Polyamidkunststoff aufgenommen werden können.
Sofern das Gehäuse verdickte Bereiche oder Bereiche mit ausreichender Wandstärke aufweist, können die Anschlusseinrichtungen für das Zu- und Abführen des Druckfluides, hier Druckluft, direkt im Kunststoff des Zylindergehäuses angebracht sein. Ein zusätzliches Vorsehen von Fittingen oder dergleichen ist nicht mehr erforderlich. Die Druckluftversorgungsleitungen können direkt in das Zylindergehäuse eingeschraubt werden.
Besonders zweckmäßig ist es, aus einer Vielzahl von Abflachungen aufweisenden Zylindergehäusen und hieraus gebildeten erfindungsgemäßen pneumatischen Zylindern ein Zylinderpaket zu bilden und dieses Zylinderpaket beispielsweise mit einer geeigneten Bündelungseinrichtung zu versehen. Eine solche Bündelungseinrichtung kann beispielsweise eine Formführung besitzen, so dass jeweils zwei benachbarte Pneumatikzylinder mittels formschlüssig eingreifender Verbindungselemente mechanisch verbindbar sind. Derartige Formführungen sind beispielsweise eine Schwalbenschwanzführung oder T-Nuten.
Insgesamt ist bei dem erfindungsgemäßen pneumatischen Zylinder ein großer Vorteil darin zu sehen, dass eine Vielzahl sich primär widersprechender Anforderungen an einen pneumatischen Zylinder zum Einsatz in einer Schweißanlage durch die Auswahl des Werkstoffes erfüllt werden konnte. Insbesondere ist herauszustellen, dass typischerweise bei dem Einsatz eines pneumatischen Zylinders in einer Schweißanlage auftretende Schweißspritzer und Schweißperlen in üblicher Häufigkeit das Zylindergehäuse nicht wesentlich beschädigen konnten. Dies ergaben entsprechende Versuche.
Des Weiteren ist von besonderen Vorteil, dass bei der Herstellung eines solchen Druckluftzylinders eine Vielzahl von Arbeitsschritten, insbesondere ein Anlöten von Anschlusseinrichtungen für die Druckmittelleitungen, ein Anschweißen von entsprechenden Haltevorrichtungen, ein Phosphatieren oder anderweitig galvanisches Behandeln zum Zwecke des Rostschutzes oder/und aufwendige spanende Nachbearbeitungen zum Sicherstellen der Zylinderlaufflächengenauigkeit entfallen konnten. Hierdurch ist ein wesentlicher Kostenvorteil gegenüber bekannten Zylindergehäuse aus Metall erreicht und eine erhebliche Vereinfachung der Herstellung des Zylinders möglich.
Des Weiteren ist es in besonders einfacher Art und Weise möglich Sonderformen und Sondergrößen der Zylinder für Anwender zur Verfügung zu stellen, da das ausgewählte Material auch in großen Blöcken lunkerfrei gießbar ist, so dass Sondergrößen von Zylindern durch Zerspanen von entsprechend gegossenen Polyamidblöcken zur Verfügung gestellt werden können. Dies gelingt in einem vernünftigen Kostenrahmen, da sich der ausgewählte Kunststoff einfach und maßgenau spanend bearbeiten lässt.
Insbesondere vorteilhaft ist es beim Einsatz eines erfindungsgemäßen Druckluftzylinders ohne innerer metallischer Laufbuchse, dass das verwendete Material eine hohe Eigenschmierungseigenschaft aufweist, so dass der Betrieb auch über lange Zeit hin mit unbeölter Druckluft erfolgen kann.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen pneumatischen Zylinders;
2: eine Draufsicht auf den Zylinder gemäß 1;
3: eine isometrische Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Zylinder;
4: eine Ansicht eines aus zwei Einzelzylindern gebildeten Zylinderverbund;
5: einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des pneumatischen Zylinders in der Ausführungsform als Mehrfachzylinder;
6: eine Draufsicht auf den Mehrfachzylinder gemäß 5;
Ein erfindungsgemäßer pneumatischer Zylinder 1 gemäß 1 bis 4 besitzt ein Zylindergehäuse 2, in dem zumindest ein Kolbenelement 3 zusammen mit einer Kolbenstange 4 axial verschieblich gelagert sind. Im Zylindergehäuse 2 sitzt als Laufbuchse für das Kolbenelement 3 ein Metallzylinderrohr 5. Im Bereich eines ersten Endes 6 des Zylindergehäuses 2 besitzt das Zylindergehäuse 2 Befestigungseinrichtungen 7, welche zusammen mit einem Bodenstück 8 das Zylindergehäuse 2 einendig verschließen. Das Zylindergehäuse 2, das Bodenstück 8 und die Befestigungseinrichtung 7 sind dabei einstückig ausgebildet. Am gegenüberliegenden zweiten Ende 9 des Zylindergehäuse 2 ist das Zylindergehäuse offen ausgebildet. Im Bereich des zweiten Endes 9 verschließt ein Verschluss, insbesondere ein Metallverschluss 10 die Zylinderkammer des Zylindergehäuses 2. Der Verschluss 10 stützt sich einseitig beispielsweise stirnseitig am Metallzylinder 5 ab. Gleichwohl kann auch entsprechender Absatz im inneren des Zylindergehäuses 2 vorhanden sein, gegen den der Verschluss 10 gesetzt ist. Anderendig ist der Verschluss 10 mittels eines Sicherungsrings 11, insbesondere ei nem Seegerring, welcher in einer korrespondierenden Nut 12 im Zylindergehäuse 2 sitzt, festgelegt. Der Verschluss 10 weist eine Durchtrittsöffnung 13 für die Kolbenstange 4 auf. Vom zweiten, offenen Ende 9 her erstreckt sich im Zylindergehäuse 2 eine weitere Nut 14, in die ein Vorsprung 15 des Verschlusses 10 eingreift, so dass der Verschluss 10 bzgl. des Zylindergehäuses 2 drehfest gelagert ist. Die Durchtrittsöffnung 13 weist zumindest eine gradlinige Begrenzung 16 auf, die mit einer korrespondierenden Flachseite 17 der Kolbenstange 4 korrespondiert und somit die Kolbenstange 4 drehfest bzgl. des Zylindergehäuses 2 festgelegt ist.
Im Bereich des ersten Endes 6 und/oder im Bereich der freien Zylinderwandung des Zylindergehäuses 2 sind Zuführ-/Abführeinrichtungen 18 für Druckfluid, insbesondere für Druckluft vorgesehen.
Das Zylindergehäuse 2 des erfindungsgemäßen pneumatischen Zylinders 1 ist aus einem drucklos vergossenen Polyamid ausgebildet und besteht insbesondere aus einem PA6, PA12 oder PA12G.
In einer bevorzugten Art und Weise weist das Zylindergehäuse 2 Abflachungen 19a, 19b, auf welche etwa gegenüberliegend und parallel zueinander angeordnet sind. Im Bereich der Abflachungen 19a, 19b können Formführungen 20 vorgesehen sein, beispielsweise eine Schwalbenschwanzführung, so dass benachbart angeordnete pneumatische Zylinder 1 mittels eines geeignet geformten Verbindungselements nach Art eines zu den Formführungen 20 korrespondierenden Stecksteins 21 miteinander verbunden werden können.
Durch das Vorsehen der Abflachungen 19a, 19b besitzt das Zylindergehäuse 2 verdickte Bereiche 22a, 22b, in denen zweckmä ßiger Weise Messmittel (nicht gezeigt) zur Lagebestimmung des Kolbens 3 bzgl. des Zylindergehäuses 2 eingegossen sind.
4 zeigt ein Beispiel für einen Verbund aus zwei erfindungsgemäßen pneumatischen Zylindern 1, welche mittels eines Stecksteins 21 zusammengesetzt sind.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung (5 und 6) ist der erfindungsgemäße pneumatische Zylinder als Mehrfachzylinder mit einem einstückig ausgebildeten Zylindergehäuse 2 ausgebildet. Im einstückig ausgebildeten Zylindergehäuse 2 sitzt eine Mehrzahl, insbesondere drei Zylinderbohrungen 30, welche jede zur Aufnahme zumindest eines Kolbenelements 3 und einer Kolbenstange 4 dienen. Die Zylinderbohrungen 30 dienen entweder zur Aufnahme eines Metallzylinderrohres 5 oder lagern direkt, ohne Zwischenschaltung eines Metallzylinderrohres 5 die Kolbenstangen/Kolbenelementeinheit axial verschieblich. Zweckmäßiger Weise sind die Zylinderbohrungen 30 mittels einer kommunizierenden Leitung miteinander verbunden, so dass durch Druckmittelbeaufschlagungseinrichtung 18 alle drei Zylinderbohrungen 30 gleichmäßig mit Druckfluid beaufschlagbar sind. Durch eine solche Anordnung, welche sich insbesondere mit einem Zylindergehäuse 2 aus einem drucklos vergossenen Polyamid leicht ausbilden lässt, sind besonders schmal bauende Mehrfachzylinder möglich, die bei einer geringen Breite b eine hohe Druckkraft ermöglichen.
Hierbei ist es insbesondere möglich, Zylinderbohrungen 30 auszubilden, deren Durchmesser-/Längenverhältnis d/l besonders klein ist. Insbesondere sind Durchmesserlängenverhältnisse von 1:8 bis 1:12 im Vergleich zu Zylindergehäusen aus Metall besonders einfach herstellbar, da sich der erfindungsgemäß ausgewählte drucklos vergossene Polyamidkunststoff besonders leicht zerspanen lässt und auch bei solch ungünstigen Durch messer/Längenverhältnissen noch ausreichende Fertigungsgenauigkeit erzielbar ist.
Mit einem pneumatischen Mehrfachzylinder gemäß den 5 bis 7 gelingt es insbesondere, hohe Druckkräfte zu erzielen, obwohl die Breite b des Zylindergehäuses gegenüber der Höhe h sehr gering ist. Durch die Kopplung der jeweiligen Kolbenstangen außerhalb des Zylindergehäuses wird es auf einfache Art und Weise ermöglicht, hohe Druckkräfte zu erzielen, da alle Kolben parallel wirken. Die resultierenden Flächen der einzelnen Kolben sind relativ klein und können im Querschnitt rund ausgestaltet werden, so dass sich im Vergleich zu einem ovalen oder sonstwie frei geformten Kolben eine verminderte Dichtungsproblematik ergibt. Insbesondere können Zylinder gemäß der 5 bis 7 besonders eng aneinander geschachtelt angeordnet werden. Hierdurch gelingt es beispielsweise Schweißzangen oder Schweißportale mit besonders engen Punktraster zu realisieren. Im Bereich der Schweißzangen kann ein derart schmal bauender Zylinder oftmals Zugänglichkeitsprobleme wie sie eine übermäßig große Schweißzange z. B. im Karosseriebau bedingt, reduziert werden.

1: pneumatischer Zylinder
2: Zylindergehäuse
3: Kolbenelement
4: Kolbenstange
5: Metallzylinderrohr
6: Erstes Ende
7: Befestigungseinrichtungen
8: Bodenstück
9: Zweites Ende
10: Verschluss
11: Sicherungsring
12: Nut
13: Durchtrittsöffnung
14: Nut
15: Vorsprung
16: Begrenzung
17: Flachseite
18: Druckmittelzufuhr-/-abführeinrichtung
19a, 19b: Abflachungen
20: Formführung
21: Steckstein
30: Zylinderbohrung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 9207582 U [0002]
- EP 1255046 B1 [0003]

Claims

Pneumatischer Zylinder, insbesondere zum Einsatz in einer Schweißeinrichtung, z. B. einer Punktschweißzange oder eines Punktschweißportals, mit einem Zylindergehäuse (2) und einer zumindest ein Kolbenelement (3) aufweisende Kolbenstange (4), wobei das Kolbenelement (3) und die Kolbenstange (4) relativ zum Zylindergehäuse (2) axial verschieblich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) aus einem drucklos vergossenen Polyamid ausgebildet ist.
Pneumatischer Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass in dem Zylindergehäuse (2) ein Metallzylinderrohr (5) als Laufbuchse für das Kolbenelement (3) angeordnet ist, in dem das Kolbenelement (3) axial verschieblich gelagert ist.
Pneumatischer Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) im Bereich eines ersten Endes (6) des Zylindergehäuses (2) Befestigungseinrichtungen (7) zum Befestigen des Pneumatikzylinders (1) an einer Schweißvorrichtung, z. B. einer Schweißzange oder einem Schweißportal aufweist und die Befestigungseinrichtung (7) und das Zylindergehäuse (2) einstückig ausgebildet sind.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) entlang seiner Längserstreckung zumindest eine Abflachung (19a, 19b) aufweist.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in verdickten Bereichen des Zylindergehäuses (2) Messmittel, insbesondere Lagesensoren eingegossen oder in eine Nut eingesetzt sind.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) Formführungen (20) besitzt, so dass jeweils zwei benachbarte Pneumatikzylinder (1) mittels formschlüssig eingreifenden Verbindungsmitteln (21) mechanisch verbindbar sind.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) anderendig mit einem Verschluss (10) verschlossen ist, welcher einseitig an einem Vorsprung/Absatz oder stirnseitig an dem Metallzylinderrohr (5) anliegt und anderseitig mittels eines Seegerrings (11) festgelegt ist, der in einer Nut (12) im Zylindergehäuse (2) sitzt und den Verschluss (10) gegen den Absatz axial festlegt.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) zur Ausbildung eines Mehrfachzylinders zumindest zwei Zylinderkammern (30) besitzt.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das drucklos vergossene Polyamid ein PA12, ein PA12G oder ein PA6 ist.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kolbenelement (3) und/oder die Kolbenstange (4) aus einem drucklos vergossenen Polyamid ausgebildet ist, insbesondere aus demselben Werkstoff wie das Zylindergehäuse (2) ausgebildet ist.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Dichtungselemente der Kolbenelemente (3) einstückig mit dem Kolben (3) ausgebildet sind.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungselemente als weiche Lippendichtung ausgebildet ist.
Pneumatischer Zylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungselemente zumindest bereichsweise in die Kolbenelemente (3) eingegossen sind.
Schweißeinrichtung aufweisend zumindest einen pneumatischen Zylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
Schweißvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißeinrichtung eine Schweißzange, eine Portalschweißanlage oder eine Vielpunktschweißanlage ist.