DE29713825U1

DE29713825U1 - Fluidbetätigter Arbeitszylinder

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Publication number: DE29713825U1
Application number: DE29713825U
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1997-08-02
Filing date: 1997-08-02
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2007-08-03
Also published as: DE19828203A1

Description

G 17 976 - les 18.07.1997

Festo KG, 73734 Essiingen

Fluidbetätigter Arbeitszylinder

Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Arbeitszylinder, mit einem Gehäuse,'mit einer durch Fluidkraft relativ zu dem Gehäuse verschiebbaren Antriebseinheit, die einen in einem Gehäuseraum angeordneten und diesen in zwei Arbeitskammern unterteilenden Kolben sowie eine mit dem Kolben verbundene, die vordere Abschlußwand des Gehäuses durchsetzende Kolbenstange aufweist, und mit einer Positionserfassungseinrichtung zur Erfassung der Relativposition zwischen der Antriebseinheit und dem Gehäuse, die eine an der rückseitigen Abschlußwand des Gehäuses festgelegte und in die Antriebseinheit hineinragende, erste Erfassungsmittel vorgebende Trägerstange sowie an der Antriebseinheit festgelegte, gemeinsam mit dieser relativ zur Trägerstange verlagerbare und mit den ersten Erfassungsmitteln der Trägerstange zusammenarbeitende zweite Erfassungsmittel aufweist.

Ein derartiger Arbeitszylinder geht beispielsweise aus der EP 0 591 614 Bl hervor. Seine Antriebseinheit ist von der

Rückseite her mit einem Hohlraum versehen, in dem von einem Widerstandsstreifen gebildete zweite Erfassungsmittel angeordnet sind, die mit ersten Erfassungsmitteln in Gestalt eines Schleifkontaktes kooperieren, der an einer in die Antriebseinheit hineinragenden und an der rückseitigen Abschlußwand des Gehäuses des Arbeitszylinders festgelegten Trägerstange angeordnet ist.

Es hat sich gezeigt, daß im Einsatz der bekannten Positionserfassungseinrichtung Fehlmessungen durch Kontaktprobleme zwischen den beiden Erfassungsmitteln auftreten können. Solche Kontaktprobleme können speziell bei pneumatisch betriebenen Arbeitszylindern dadurch hervorgerufen werden, daß sich Wasser-, öl-, Fett- oder Schmutzpartikel auf den Erfassungsmitteln niederschlagen. Zwar kann man der Problematik in gewisser Weise dadurch entgegenwirken, daß man die Druckluftqualität durch Vorschalten von Filtern und/oder Wasserabscheidern verbessert. Dies ist jedoch mit einem hohen anlagentechnischen Aufwand verbunden und kann dennoch die Beeinträchtigungen nicht in vollem Umfange beheben. So ist manchmal eine gewisse ölbeimengung unerläßlich, um zwischen dem Kolben und dem Gehäuse einen Schmierfilm aufzubauen. Auch bildet sich im Gehäuse des Arbeitszylinders unter extremen Einsatzbedingungen sehr leicht Kondensat, beispielsweise wenn 100 % gesättigte und eine verhältnismäßig hohe

Temperatur aufweisende Druckluft in einen eine erheblich geringere Betriebstemperatur aufweisenden Arbeitszylinder eingespeist wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Arbeitszylinder zu schaffen, bei dem die Erfassungsmittel der Positionserfassungseinrichtung ungeachtet der Fluidqualität zuverlässiger zusammenwirken.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein an der rückwärtigen Abschlußwand des Gehäuses abgedichtet festgelegtes, die Trägerstange umschließendes Kapselungsrohr vorgesehen ist, das unter Durchsetzung der zugeordneten rückseitigen Arbeitskammer unter Abdichtung verschieb!ich in die Antriebseinheit eintaucht, wobei es gemeinsam mit der Antriebseinheit einen die Trägerstange mit den ersten Erfassungsmitteln und die zweiten Erfassungsmittel enthaltenden gekapselten Erfassungsraum begrenzt.

Auf diese Weise sind die Erfassungsmittel in einem als Erfassungsraum bezeichneten Raum untergebracht, der von den Arbeitskammern des Arbeitszylinders fluiddicht abgeschottet ist und somit von dem zum Verlagern der Antriebseinheit zugeführten Druckmedium nicht beaufschlagt wird. Selbst bei stark verschmutzter oder stark ölhaltiger

Druckluft bleiben die Erfassungsmittel unbeeinträchtigt. Daß dies unabhängig von der aktuellen Hubposition der Antriebseinheit ist, garantiert die relativ zueinander verschiebliche Kooperation zwischen dem Kapselungsrohr und der Antriebseinheit, wobei zwischen diesen beiden Teilen Abdichtungsmaßnahmen vorgesehen sind, die ein Eindringen von Druckmedium in den Erfassungsraum verhindern. Ohne weiteres ist ein galvanisch entkoppelter, vol1iso!ierter Aufbau des die Erfassungsmittel enthaltenden Bereiches möglich. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen gestatten insgesamt eine Positionserfassung mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Abdichtungsmaßnahmen zwischen dem Kapselungsrohr und der Antriebseinheit können entweder im Bereich des Außenumfanges oder im Bereich des Innenumfanges des Kapselungsrohrs vorgesehen sein, wobei auch eine kombinierte Abdichtung innen und außen möglich wäre.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung verfügt die Kolbenstange an ihrem dem Kolben zugeordneten Endbereich über eine hohlzylindrisehe Außenwand, die mit Radi al abstand einen kolbenstangenfesten Verlängerungsfortsatz um-

schließt, so daß ein zur rückseitigen Abschlußwand hin offener Ringraum definiert wird, in den das Kapselungsrohr eintaucht.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Erfassungsraum mit einen EntTüftungskanal kommuniziert, Wird an diesen Entlüftungskanal eine weiterführende Leitung angeschlossen, kann die Entlüftung zu jedem beliebigen Ort hin erfolgen, was vor allem dann von Vorteil ist, wenn in der unmittelbaren Umgebung des Arbeitszylinders eine hohe Luftfeuchtigkeit herrscht oder mit Spritzwasser zu rechnen ist. Indem der Entlüftungskanal in der rückseitigen Abschlußwand des Gehäuses verläuft, ist von dort aus eine direkte Verbindung mit dem Erfassungsraum möglich, so daß auf mit der Antriebseinheit mitbewegte Entlüftungsleitungen verzichtet werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Arbeitszyli nders,

Fig. 2 den in Fig. 1 markierten Ausschnitt II in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Arbeitszylinder gemäß Schnittlinie III-III im Bereich der zweiten Erfassungsmittel in Tei1darstel1ung.

Der in der Zeichnung gezeigte f1uidbetätigte Arbeitszylinder ist ein Pneumatikzylinder, der mit Druckluft als Betätigungsfluid betrieben wird.

Der Arbeitszylinder verfügt über ein Gehäuse 1 mit einem rohrförmigen Gehäuseteil 2, an dessen beiden Stirnseiten jeweils eine deckelartige Abschlußwand 3, 4 angeordnet ist. Das Gehäuseteil 2 und die Abschlußwände 3, 4 begrenzen einen länglichen zylindrischen Gehäuseraum 5, in dem ein Kolben 6 axial verschiebbar aufgenommen ist. Dieser Kolben 6 unterteilt den Gehäuseraum 5 unter Abdichtung in zwei axial aufeinanderfolgende Arbeitskammern 7, 8, wobei er zur Abdichtung am Umfang eine mit der Innenfläche des Gehäuseraums 5 zusammenarbeitende ringförmige Dichtungseinrichtung 12 trägt.

Mit dem Kolben 6 fest verbunden ist eine koaxial zum Gehäuseraum 5 ausgerichtete Kolbenstange 13, die die vordere Abschlußwand 3 verschiebbar durchsetzt und am außerhalb des Gehäuses 1 liegenden Ende über eine beispielsgemäß von einem Gewindefortsatz gebildete Befestigungseinrichtung 14 verfügt, an der sich ein beliebiger zu

verlagernder Gegenstand festlegen läßt.

In jede Arbeitskammer 7, 8 mündet ein in der zugeordneten Abschlußwand 3, 4 verlaufender Fluidkanal 15, 15', der an der Außenfläche des Gehäuses 1 mündet und den Anschluß einer weiterführenden Druckmittel1 eitung ermöglicht, um der jeweils zugeordneten Arbeitskammer 7, 8 Druckluft zuzuführen oder diese zu entlüften. Auf diese Weise läßt sich der Kolben 6 in an sich bekannter Weise mit einem Differenzdruck beaufschlagen, was dazu führt, daß sich die aus dem Kolben 6 und der Kolbenstange 13 zusammensetzende Antriebseinheit 16 gemeinsam gemäß Doppelpfeil 17 in die eine oder andere axiale Richtung verlagert.

Im Bereich der von der Kolbenstange 13 durchsetzten Durchbrechung der vorderen Abschlußwand 3 ist noch eine ringförmige Dichtungseinrichtung 18 und Führungseinrichtung vorgesehen, die die Kolbenstange 13 umschließen und zum einen die Arbeitskammer 7 zur Umgebung hin abdichten und zum anderen eine Längsführung für die Kolbenstange 13 bewi rken.

Der Arbeitszylinder ist des weiteren mit einer Positionserfassungseinrichtung 22 ausgestattet, die herangezogen werden kann, um die momentane oder ganz bestimmte vorgegebene Relativpositionen zwischen der Antriebseinheit 16

und dem Gehäuse 1 zu erfassen. Eine dazu in der Regel noch erforderliche Auswerteeinrichtung ist bei 23 schematisch angedeutet.

Zur der Positionserfassungseinrichtung 22 gehört zunächst eine sich linear erstreckende Trägerstange 24, die bevorzugt koaxial bezüglich der Antriebseinheit 16 angeordnet ist und sich im Innern des Gehäuses 1 befindet. Sie ist an ihrem einen, rückseitigen Endbereich 25 an der rückseitigen Abschlußwand 4 festgelegt und ragt ausgehend von dieser frei endend in Richtung zur vorderen Abschlußwand 3, wobei sie in die Antriebseinheit 16 hineinragt. Ihre Länge entspricht beim Ausführungsbeispiel etwa der Länge des Gehäuseraumes 5.

Die Trägerstange 24 gibt erste Erfassungsmittel 26 vor, die je nach Ausgestaltung der Positionserfassungseinrichtung 22 unmittelbar von der Trägerstange 24 gebildet sein könnten, die beim Ausführungsbeispiel jedoch separat ausgeführt und im Bereich des Außenumfanges der Trägerstange 24 festgelegt sind. Sie sind zweckmäßigerweise von einer Widerstandsstreifenanordnung 27 gebildet, die beim Ausführungsbeispiel zwei sich in Längsrichtung und zweckmäßigerweise zumindest über den Großteil der Länge der Trägerstange 24 erstreckende, z.B. aus Leitplastikmaterial bestehende Streifenelemente 28, 28' umfaßt, die jeweils eine Abgreifstrecke "a" definieren. Eines der Streifenelemente ist als Widerstandsstreifen 28, das andere als elastisch leitender Leitstreifen 28' mit vernachlässigbarem Widerstand ausgeführt. 9

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Diese Streifenelemente 28, 28' sind isoliert zueinander an der Trägerstange 24 festgelegt, zu welchem Zweck beim Ausführungsbeispiel die Trägerstange 24 insgesamt aus elektrisch nicht leitendem Material und vorzugsweise aus Kunststoffmaterial besteht. Denkbar wäre selbstverständlich auch eine Trägerstange 24, an der die z.B. aus Leitplastik bestehenden Streifenelemente 28, 28' über eine dazwischengefügte Isolationsschicht befestigt sind.

Die ersten Erfassungsmittel 26 stehen mit elektrischen Leitern 32 in Verbindung, die in der Trägerstange 24 und/ oder in der rückseitigen Abschlußwand 4 verlaufen und zu einer elektrischen Verbindungseinrichtung 33 führen, die an der dem Gehäuseraum 5 axial entgegengesetzten Außenfläche 34 der rückseitigen Abschlußwand 4 angeordnet ist. Sie kann als Steckverbindungseinrichtung ausgeführt sein und ermöglicht den Anschluß weiterführender, insbesondere kabeiförmiger Leiter, die zur Auswerteeinrichtung 23 führen. Die Verbindungseinrichtung 33 kann selbstverständlich auch seitlich am Gehäuse 1 vorgesehen sein.

Zu der Positionserfassungseinrichtung 22 gehören des weiteren zweite Erfassungsmittel 35, die beispielsgemäß im Innern der Antriebseinheit 16 angeordnet und an dieser festgelegt sind. Wird die Antriebseinheit 16 verschoben, werden die zweiten Erfassungsmittel 35 mitbewegt und verlagern sich relativ zu den an der Trägerstange 24 angeord-

neten ersten Erfassungsmittel 26, mit denen sie zusammenwi rken.

Die zweiten Erfassungsmittel 35 sind beim Ausführungsbeispiel von einer Abgreifeinrichtung 36 gebildet, die eine Schleifkontaktanordnung 37 umfaßt. Letztere steht mit der Widerstandsstreifenanordnung 27 in federndem Berührkontakt, wobei an jedem Streifenelement 28, 28' ein Schleifkontakt 38, 38' anliegt.

Die geschilderten ersten und zweiten Erfassungsmittel 26, 35 bilden beim Ausfuhrungsbeispiel eine Potentiometereinrichtung 41. Hierzu sind die beiden Schleifkontakte 38, 38' elektrisch leitend miteinander verbunden, was beim Ausführungsbeispiel dadurch realisiert wird, daß die Schleifkontakte 38, 38' an einem elektrisch leitenden und zweckmäßigerweise aus Metall bestehenden Trägerring 42 angeordnet sind, der zweckmäßigerweise gleichzeitig zur Befestigung an der Antriebseinheit 16 dient, wobei die Befestigung elektrisch isoliert erfolgt.

Beim Ausführungsbeispiel befinden sich die beiden Streifenelemente 28, 28' auf zwei bezüglich der Längsachse der Trägerstange 24 einander diametral entgegengesetzten Umfangsbereichen derselben, was aus Fig. 3 gut ersichtlich ist. Dementsprechend sind die Schleifkontakte 38, 38' an sich diametral gegenüberliegenden Bereichen elektrisch

leitend und vorzugsweise einstückig mit dem Trägerring verbunden.

In Abhängigkeit von der Relativposition zwischen der Antriebseinheit 16 und dem Gehäuseteil 2 werden somit die Streifenelemente 28, 28' von der Schleifkontaktanordnung 37 an unterschiedlicher Stelle ihrer Länge abgegriffen und kurzgeschlossen. Dies führt in an sich bekannter Weise zu einem positionsabhängigen elektrischen Signal, anhand dessen die Auswerteeinrichtung 23 die momentane Relativposition bestimmen kann.

Die Widerstandsstreifenanordnung 27 und die Schleifkontaktanordnung 37 sind so angeordnet, daß die Schleifkontaktanordnung 37 bei der Verlagerung der Antriebseinheit 16 auf der Widerstandsstreifenanordnung 27 entlanggleitet, wobei durch Wahl einer ausreichenden Länge der Abgreifstrecke "a" in jeder Axialposition ein elektrisch leitender Kontakt gewährleistet ist.

Um zu verhindern, daß die Kontaktbereiche zwischen den ersten und zweiten Erfassungsmitteln 26, 35 durch die den Arbeitskammern 7, 8 zugeführte Druckluft und in dieser eventuell enthaltenen Wasser-, 'Öl- oder Fettpartikeln beeinträchtigt wird, ist bei dem gezeigten Arbeitszylinder vorgesehen, daß die Erfassungsmittel 26, 35 in einem zu

den Arbeitskammern 7, 8 hin dicht abgeschlossenen und abgeschotteten Erfassungsraum 43 untergebracht sind. Dieser gekapselte Erfassungsraum 43 wird maßgeblich unter Mitwirkung eines Kapselungsrohrs 44 definiert, das mit seinem einen rückseitigen Endbereich 45 wie die Trägerstange 24 an der rückseitigen Abschlußwand 4 festgelegt ist und sich ausgehend von dort in Richtung zur vorderen Abschlußwand 3 erstreckt, wobei sie die Trägerstange 24 insbesondere koaxial umschließt.

Das mit einer durchbrechungslosen Wandung versehene Kapselungsrohr 44 ist beim Ausführungsbeispiel ein bezüglich der rückseitigen Abschlußwand 4 separates Bauteil und unter Abdichtung an dieser festgelegt. Die Abdichtung kann beispielsweise durch eine Klebeverbindung oder, wie abgebildet, durch Zwischenfügung einer insbesondere ringförmigen Dichtungseinrichtung 46 realisiert werden. In alternativer Bauform könnte das Kapselungsrohr 44 auch einstückig an die rückseitige Abschlußwand 4 angeformt sein.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, durchsetzt das Kapselungsrohr 44 im Anschluß an die rückseitige Abschlußwand 4 zunächst die dieser zugeordnete rückseitige Arbeitskammer 8 und taucht anschließend unter Abdichtung verschieblicn in die Antriebseinheit 16 ein. Im Betrieb des Arbeitszylinders

verlagert sich also die Antriebseinheit 16 gemäß Doppelpfeil 17 axial relativ zum Kapselungsrohr 44, wobei allerdings zwischen der Antriebseinheit 16 und dem Kapselungsrohr 44 allgemein mit 47 bezeichnete Abdichtmaßnahmen vorgesehen sind, die verhindern, daß Druckluft insbesondere aus der rückseitigen Arbeitskammer 8 in den Erfassungsraum 43 eindringen kann. Dieser wird maßgeblich von dem Kapselungsrohr 44 und der Antriebseinheit 16 begrenzt, wobei seine Länge von der Relativposition zwischen der Antriebseinheit 16 und dem Gehäuse 1 abhängt. Somit ist jegliche Fluidverbindung zwischen den Arbeitskammern 7, 8 und dem Erfassungsraum 43 ausgeschlossen, so daß der Kontaktbereich zwischen den ersten und zweiten Erfassungsmitteln 26, 35 keinerlei durch die Druckluft herbeigeführten Beeinträchtigungen mehr unterliegt. Die Positionserfassungseinrichtung 22 ermöglicht einen galvanisch entkoppelten und voll isolierten Aufbau, so daß eine hohe Präzision und Zuverlässigkeit bei der Positionserfassung gewährleistet ist. Ohne weiteres ist eine Kapselung der Potentiometereinrichtung 41 möglich, die der Schutz art IP 65 entspricht und auch dafür sorgt, daß der Erfassungsraum 43 stets drucklos ist.

In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der Erfassungsraum 43 wie abgebildet mit einem zur Umgebung geführten Entlüftungskanal 48 kommuniziert. Dieser ermög-

licht bei der Bewegung der Antriebseinheit 16 einen Luftaustausch mit der Umgebung und verhindert eine sich auf den Betrieb des Arbeitszylinders nachteilig auswirkende Luftkompression im Erfassungsraum 43. Zweckmäßigerweise verläuft er ausschließlich in der rückseitigen Abschlußwand 4, die er beim Ausführungsbeispiel durchsetzt, wobei er einenends an deren Außenfläche 34 und andernends in einem innerhalb des Kapselungsrohrs 44 liegenden Flächenabschnitt 52 der dem Gehäuseraum 5 zugewandten axialen Innenfläche 53 der rückseitigen Abschlußwand 4 ausmündet. Dadurch ist gewährleistet, daß der Entlüftungskanal 48 bei der Bewegung der Antriebseinheit 16 nicht mitbewegt werden muß. Die Entlüftung kann selbstverständlich auch in beliebige Richtung seitlich erfolgen. Der Entlüftungskanal 48 kann zu einer Seitenfläche des Gehäuses 1 ausmünden.

Im Bereich der Außenfläche 34 der rückseitigen Abschlußwand 4 kann dem Entlüftungskanal 48 wie abgebildet eine Anschlußeinrichtung 54 zugeordnet sein, die das Anschließen einer weiterführenden Fluidleitung 55, beispielsweise eines flexiblen Schlauches, ermöglicht, was es gestattet, durch entsprechendes Verlegen der Fluidleitung 55 eine Entlüftung des Erfassungsraums 43 zu einem geeignet erscheinenden Ort hin durchzuführen. Herrscht im Einsatzbereich des Arbeitszylinders eine hohe Luftfeuchtigkeit, kann auf diese Weise der Erfassungsraum 43 mit einem Raum geringerer Luftfeuchtigkeit kommunizieren, um dadurch zu verhindern, daß im Erfassungsraum 43 Kondenswasser entsteht oder daß Wasser direkt von außerhalb des Gehäuses 1 z. B. als Spritzwasser eindringt.

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Die beispielsgemäße Kolbenstange 13 verfügt über einen Rohrkörper 56, dessen Außenfläche mit der Dichtungseinrichtung 18 und der Führungseinrichtung 19 zusammenarbeitet. In den Rohrkörper 56 ist im Bereich des vorderen Längenabschnittes ein Abschlußteil 57 eingesetzt und beispielsweise durch eine hochfeste Klebeverbindung, durch eine Bördelung oder ein Feingewinde axial unbeweglich und insbesondere auch abgedichtet mit dem Rohrkörper 56 verbunden. Das axial außen!iegende Ende des zweckmäßigerweise aus massivem Metallmaterial bestehenden stopfenartigen Abschlußteils 57 kann die Befestigungseinrichtung 14 bilden.

Da das Abschlußteil 57 sich nur über eine Teillänge des Rohrkörpers 56 erstreckt, verbleibt im Anschluß daran eine von dem Rohrkörper 56 gebildete hohlzylindrisehe Außenwand 58, die umfangsseitig einen Rohrraum 62 begrenzt, der axial einenends zur rückseitigen Abschlußwand 4 hin offen und axial andernends durch eine von dem Abschlußteil 57 gebildete Begrenzungswand 63 verschlossen ist.

In den Rohrraum 62 ragt ausgehend von dem Abschlußteil 57 koaxial ein vorzugsweise aus Kunststoffmaterial bestehender Verlängerungsfortsatz 64 hinein, der sich bis etwa in die Nähe des rückseitigen Endes der Kolbenstange 13 erstreckt. Der Verlängerungsfortsatz 64 ist beispielsgemäß

im Bereich der Begrenzungswand 63 an dem Abschlußteil 57 festgelegt, das einen Gewindefortsatz 65 tragen kann, auf den der Verlängerungsfortsatz 64 fest aufgeschraubt ist.

Der Verlängerungsfortsatz 64 verfügt über eine zylindrische Außenfläche, hat jedoch einen Außendurchmesser, der geringer ist als der von der hohlzylindrisehen Außenwand 58 definierte Innendurchmesser, so daß er von der hohlzylindrischen Außenwand 58 mit radialem Abstand koaxial umschlossen ist. In den dabei definierten hohlzylindrisehen Ringraum 66, der zur rückseitigen Arbeitskammer 8 hin offen ist, taucht das Kapselungsrohr 44 mit seinem vorderen freien Ende voraus koaxial ein.

Die radiale Breite des Ringraumes 66 entspricht zweckmäßigerweise der Wanddicke des Kapselungsrohrs 44, so daß dieses sowohl mit dem Außenumfang 67 des Verlängerungsfortsatzes 64 als auch mit dem Innenumfang der hohlzylindrischen Außenwand 58 in eine Relativverschiebung zulassendem Berührkontakt steht.

Die oben erwähnte Abdichtmaßnahme 47 zwischen dem Kapselungsrohr 44 und der Antriebseinheit 16 ist beim Ausführungsbeispiel im Bereich des Außenumfanges 72 des Kapselungsrohrs 44 zwischen diesem und der hohlzylindrisehen Außenwand 58 vorgesehen. Sie befindet sich an einer

Stelle, die unabhängig von der Axialpositi on der Antriebseinheit 16 einen Dichtkontakt zwischen den beiden Teilen gewährleistet. Beim Ausführungsbeispiel sieht die Abdichtmaßnahme 47 wenigstens eine ringförmige Dichtung 73 vor, die an der Kolbenstange oder am Kapselungsrohr 44 z.B. in einer Ringnut gehalten ist und mit dem anderen Bauteil dynamisch dichtend zusammenarbeitet. Bei der besonderen Konstruktion des Ausführungsbeispieles könnte eine Abdichtmaßnahme auch radial zwischen dem Kapselungsrohr 44 und dem Verlängerungsfortsatz 64 vorgesehen sein. Wichtig ist, daß ein Eindringen von Druckmedium aus dem Gehäuseraum 5 in den Erfassungsraum 43 ausgeschlossen ist.

Der Verlängerungsfortsatz 64 trägt im Bereich seines der rückseitigen Abschlußwand 4 zugewandten freien Endes die zweiten Erfassungsmittel 35. Um auch dann ein wunschgemäßes Zusammenwirken zwischen den ersten und zweiten Erfassungsmitteln 26, 35 zu gewährleisten, wenn die Kolbenstange 13 bezüglich des Gehäuses 1 nicht verdrehgesichert ist, empfiehlt es sich, die zweiten Erfassungsmittel 35 mit Bezug zur Längsachse 74 der Antriebseinheit 16 drehbar an der Antriebseinheit 16 anzuordnen. Dadurch werden die zweiten Erfassungsmittel 35 von den übrigen Bestandteilen der Antriebseinheit 16 hinsichtlich der Drehbewegung entkoppelt.

Beim Ausführungsbeispiel wird diese Entkoppelung dadurch realisiert, daß der Verlängerungsfortsatz 64 mehrteilig ausgeführt ist und über einen kolbenstangenfesten Grundkörper 75 verfügt, an dem ein die zweiten Erfassungsmittel 35 tragender Haltekörper 76 drehbar angeordnet ist. Bevorzugt ragt der Grundkörper 75 ausgehend vom Abschlußteil bis etwa in den Bereich des Kolbens 6, wo sich der Haltekörper 76 anschließt.

Wie auch aus Fig. 3 ersichtlich ist, hat die Trägerstange 24 einen unkreisförmigen Querschnitt. Sie ragt in eine zentrale Längsausnehmung 77 des Verlängerungsfortsatzes hinein. Diese Längsausnehmung 77 ist nun im Bereich des Haltekörpers 76 so konturiert, daß sich Verdrehsicherungsflächen 78 ergeben, welche an zweckmäßigerweise neben den Streifenelementen 28, 28' liegenden Flächenabschnitten der Trägerstange 24 derart anliegen, daß ein Verdrehen des Haltekörpers 76 bezüglich der Trägerstange 24 ausgeschlossen ist. Ist im Betrieb des Arbeitszylinders die Antriebseinheit 16 einer Drehbewegung ausgesetzt, so findet diese relativ zu dem drehfest mit der Trägerstange 24 gekoppelten Haltekörper 76 statt.

Um zwischen dem Grundkörper 75 und dem Haltekörper 76 die gewünschte axiale Mitnahmeverbindung und zugleich den erforderlichen Drehfreiheitsgrad zu gewährleisten, sind die

beiden Körper beim Ausfuhrungsbeispiel über eine Rastverbindungseinrichtung 82 aneinander fixiert. Hierzu kann der Haltekörper 76 im Bereich des Außenumfanges über eine ringsumlaufende Rastnut 83 verfügen, in die der Haltekörper 76 mit am Ende federnder Haltearme angeordneten Rastvorsprüngen 85 eingreift.

Um trotz des dabei zwischen den beiden Körpern 75, 76 notgedrungen vorliegenden Axialspiels 86 eine unveränderliche axiale Relativposition zwischen diesen beiden Körpern 75, 76 vorzugeben, ist beim Ausführungsbeispiel eine Federeinrichtung 87 zwischengeschaltet, die die beiden Körper 75, 76 axial gegeneinander verspannt. Sie ist beispielsgemäß in einer Erweiterung 88 der zentralen Längsausnehmung 77 untergebracht, die im Anschluß an den Haltekörper 76 in dem die Haltearme 84 aufweisenden Bereich des Grundkörpers 75 vorgesehen ist. Die zweckmäßigerweise als Druckfedereinrichtung ausgebildete Federeinrichtung 87 stützt sich einenends am Grundkörper 75 ab und wirkt andernends auf den Haltekörper 76 ein, der dabei mit einer oder mehreren axial orientierten Anlageflächen 92 gegen eine oder mehrere, axial zugewandte Gegenanlageflächen 93 des Grundkörpers 75 gedrückt wird. Die Anlageflächen 92 und Gegenanlagef1ächen 93 können an den Rastnuten 83 und Rastvorsprüngen 85 vorgesehen sein.

Die Art der Verbindung zwischen dem Kolben 6 und der Kolbenstange 13 ist prinzipiell beliebig. Beim Ausführungsbeispiel verfügt der Kolben 6 über einen zentralen Durchgang 94, mit dem er auf den Rohrkörper 56 der Kolbenstange 13 aufgepreßt ist.

Claims

G 17 976 - les 18.07.1997 Festo KG, 73734 Essiingen Fluidbetätigter Arbeitszylinder Ansprüche

1. Fluidbetätigter Arbeitszylinder, mit einem Gehäuse (1), mit einer durch Fluidkraft relativ zu dem Gehäuse (1) verschiebbaren Antriebseinheit (16), die einen in einem Gehäuseraum (5) angeordneten und diesen in zwei Arbeitskammern (7, 8) unterteilenden Kolben (6) sowie eine mit dem Kolben (6) verbundene, die vordere Abschlußwand (3) des Gehäuses (1) durchsetzende Kolbenstange (13) aufweist, und mit einer Positionserfassungseinrichtung (22) zur Erfassung der Relativposition zwischen der Antriebseinheit (16) und dem Gehäuse (1), die eine an der rückseitigen Abschlußwand (4) des Gehäuses (1) festgelegte und in die Antriebseinheit (16) hineinragende, erste Erfassungsmittel (26) vorgebende Trägerstange (24) sowie an der Antriebseinheit (16) festgelegte, gemeinsam mit dieser relativ zur Trägerstange (24) verlagerbare und mit den ersten Erfassungsmitteln (26) der Trägerstange (24) zusammenarbeitende zweite Erfassungsmittel (35) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß ein an der rückseitigen Abschlußwand (4) des Gehäuses (1) abgedichtet festgelegtes, die Trägerstange (24) umschließendes Kapselungsrohr (44) vorgesehen ist, das unter Durchsetzung der zugeordneten rückseitigen Arbeitskammer (8) unter Abdichtung verschieblich in die Antriebseinheit (16) eintaucht, wobei es gemeinsam mit der Antriebseinheit (16) einen die Trägerstange (24) mit den ersten Erfassungsmitteln (26) und die zweiten Erfassungsmittel (35) enthaltenden gekapselten Erfassungsraum (43) begrenzt.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmaßnahmen (47) zwischen Kapselungsrohr (44) und Antriebseinheit (16) im Bereich des Außenumfanges (72) des Kapselungsrohrs (44) vorgesehen sind.

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmaßnahmen (47) zwischen Kapselungsrohr (44) und Antriebseinheit (16) im Bereich des Innenumfanges des Kapselungsrohrs (44) vorgesehen sind.

4. Arbeitszylinder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtmaßnahmen (47) wenigstens eine ringförmige Dichtung (73) umfassen, die am Kapse-

lungsrohr (44) oder an der Antriebseinheit (16) festgelegt ist und mit dem jeweils anderen Teil in dynamischem Dichtkontakt steht.

5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Erfassungsmittel (35) an einem kolbenstangenfesten, stirnseitig in das Kapselungsrohr (44) hineinragenden Verlängerungsfortsatz (64) angeordnet sind.

6. Arbeitszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (13) an ihrem dem Kolben (6) zugeordneten Endbereich über eine hohlzylindrisehe Außenwand (58) verfügt, die den Verlängerungsfortsatz (64) unter Bildung eines Ringraumes (66) mit radialem Abstand koaxial umschließt, wobei das Kapselungsrohr (44) in den Ringraum (66) eintaucht.

7. Arbeitszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der hohlzylindrisehen Außenwand (58) umschlossene Raum der Kolbenstange (13) einenends zur rückseitigen Arbeitskammer (8) hin offen ist und andernends von einer kolbenstangenfesten Begrenzungswand (63) verschlossen ist, an der der Verlängerungsfortsatz (64) festgelegt ist.

8. Arbeitszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlzylindrisehe Außenwand (58) der Kolbenstange (13) von einem Rohrkörper (56) gebildet ist, in dessen vorderen Längenabschnitt ein die Begrenzungswand (63) bildendes Abschlußteil (57) eingesetzt ist, das axial außen über eine Befestigungseinrichtung (14) zur Festlegung eines zu verlagernden Gegenstandes verfugen kann.

9. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlangerungsfortsatz (64) aus Kunststoffmaterial besteht.

10. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlangerungsfortsatz (64) einen fest an der Antriebseinheit (16) angeordneten Grundkörper (75) und einen im Bereich des der rückseitigen Abschlußwand (4) zugewandten freien Endes des Grundkörpers (75) angeordneten, die zweiten Erfassungsmittel (35) tragenden separaten Haltekörper (76) umfaßt.

11. Arbeitszylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekörper (76) durch eine Rastverbindungseinrichtung (82) am Grundkörper (75) festgelegt ist.

12. Arbeitszylinder nach Anspruch 10 oder 11, dadurch

gekennzeichnet, daß die zweiten Erfassungsmittel (35) insbesondere unter Vermittlung des Haltekörpers (76) drehfest mit der Trägerstange (24) gekoppelt sind, wobei der Haltekörper (76) drehbar an dem Grundkörper (75) gelagert ist.

13. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Grundkörper (75) und den Haltekörper (76) eine Federeinrichtung (87) zwischengeschaltet ist, die die beiden Körper (75, 76) axial gegeneinander verspannt.

14. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Erfassungsmittel (26) wenigstens eine sich längs der Trägerstange (24) erstreckende Abgreifstrecke (a) definieren und die zweiten Erfassungsmittel (35) von einer die wenigstens eine Abgreifstrecke abgreifenden Abgreifeinrichtung (36) gebildet sind.

15. Arbeitszylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Abgreifstrecke von einer Widerstandsstreifenanordnung (27) definiert ist und die Abgreifeinrichtung (36) wenigstens eine mit der Widerstandsstreifenanordnung (27) in Berührkontakt stehende Schleifkontaktanordnung (37) umfaßt.

16. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Erfassungsmittel (26, 35) eine Potentiometereinrichtung (41) bi1 den.

17. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Erfassungsraum (43) mit mindestens einem Entlüftungskanal (48) kommuniziert.

18. Arbeitszylinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungskanal (48) zur axialen Außenfläche (34) der rückseitigen Abschlußwand (4) ausmündet.

19. Arbeitszylinder nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent!Uftungskanal (48) in der rückseitigen Abschlußwand (4) des Gehäuses (1) verläuft.

20. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Entlüftungskanal (48) an der Außenfläche (43) des Gehäuses (1) eine Anschlußeinrichtung (54) zum Anschließen einer weiterführenden Fluidleitung (55) zugeordnet ist.