DE3744628A1 - Kolben/zylinder-einheit mit verdrehsicherem kolben - Google Patents
Kolben/zylinder-einheit mit verdrehsicherem kolbenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B15/1414—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with non-rotatable piston
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolben/Zylinder-Ein
heit, an deren Kolbenstange insbesondere Handhabungsein
richtungen etc. anbringbar sind, und die wenigstens eine
zentrale Versorgungsleitung für an der Kolbenstange ange
brachte Einrichtungen aufweist.
Derartige Kolben/Zylinder-Einrichtungen werden heute in
großer Zahl bei voll- oder teilautomatisierten Anlagen
verwendet. Beispielsweise werden derartige Kolben/Zylin
der-Einheiten an Positioniereinrichtungen, wie Industrie
roboter etc. angeflanscht, um das eigentliche Werkzeug zu
betätigen bzw. zu positionieren.
Die bekannten Kolben/Zylinder-Einheiten weisen aber eine
Reihe von Nachteilen auf:
So sind die bekannten Kolben/Zylinder-Einheiten, bei denen
der Kolben bzw. die Kolbenstange gegen Verdrehungen gesi
chert sind, nicht so ausgebildet, daß die Versorgungslei
tungen für an der Kolbenstange angebrachte Einrichtungen
zentral im Zylinder verlaufen. Andererseits sind bekannte
Kolben/Zylinder-Einheiten mit zentralen Versorgungsleitun
gen nicht verdrehgesichert.
Dies bedeutet, daß häufig Versorgungsleitungen und/oder
Fluidleitungen zum Zurückstellen des Kolbens außerhalb der
eigentlichen Kolben/Zylinder-Einheit verlegt werden müssen.
Ein derartiger Aufbau ist gerade bei Verwendung einer
Kolben/Zylinder-Einheit mit einer frei programmierbaren
Handhabungseinrichtung wenig zweckmäßig, da beispielsweise
Versorgungsleitungen bei Bewegungen beschädigt werden
können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kolben/Zy
linder-Einheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
derart weiterzubilden, daß bei verdrehgesichertem Kolben
sowohl die Versorgungsleitungen für die Werkzeuge am Kol
benstangenende als auch die Fluidleitung für die Rückhol
bewegung des Kolbens innerhalb des Zylinders verlaufen.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren
Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß durchsetzt den Zylinder in Längsrichtung
wenigstens eine exzentrisch angeordnete Stange, durch die
der Kolben gegen Verdrehungen gesichert wird. Damit können
an der Kolbenstange beispielsweise Handhabungseinrichtun
gen, wie Greifer, Spanneinrichtungen, Werkzeuge etc. di
rekt angebracht werden, ohne daß sich während der linearen
Aus- und Einfahrbewegung des Kolbens zusätzlich zur trans
latorischen Bewegung eine rotatorische Bewegung ergeben
würde.
Ferner sind erfindungsgemäß wenigstens eine den Zylinder
exzentrisch durchsetzende Stange sowie die Kolbenstange
hohl ausgeführt. Durch die hohle Kolbenstange können Ver
sorgungsleitungen für die Werkzeuge verlegt werden. Bei
spielsweise kann den Werkzeugen am Kolbenstangenende
Druckluft für die Betätigung zugeführt werden, ohne daß
außerhalb des Zylinders störende Schläuche und/oder Kabel
vorgesehen werden müßten. Insbesondere dann, wenn die
Versorgungsleitungen wenigstens eine Fluidleitung aufwei
sen, ist es besonders bevorzugt, wenn hierzu ein in der
Schlauchebene als Spirale gewickelter Schlauch vorgesehen
ist, der sich bei voll zurückgezogenem Kolben in eine
Ausnehmung im Zylinderboden einlegt (Anspruch 3).
Das Rückholen des Kolbens erfolgt dadurch, daß in der
exzentrisch angeordneten Stange eine Bohrung im Bereich
des Zylinderdeckels vorgesehen ist, durch die der Kolben
von der Rückseite mit einem Fluid beaufschlagbar ist.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn gemäß Anspruch 2
die Fluidzuleitung in die exzentrische Stange vom Zylin
derboden aus erfolgt.
Damit erfolgen sowohl die Fluidzuleitung (beispielsweise
die Druckluft- oder Pneumatikflüssigkeitzuleitung) für die
Kolbenbewegung als auch die Fluidzuleitung für die Bewe
gung der Handhabungseinrichtung zentral am Kolbenboden, an
dem zusätzlich Steuerelemente angeordnet sein können (An
spruch 5). Hierdurch wird die konstruktive Gestaltungsmög
lichkeit von bewegten Handhabungseinrichtungen wesentlich
erweitert.
Bei der im Anspruch 4 gekennzeichneten Weiterbildung sind
zwei exzentrische Stangen vorgesehen, durch die die Ver
dreh-Sicherung weiter erhöht wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs
beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be
schrieben, in der zeigen
Fig. 1 einen (teilweisen) Querschnitt durch eine erfin
dungsgemäße Kolben/Zylinder-Einheit,
Fig. 2 die zentrale Luftzuführung für die Einheit,
Fig. 3 die Lufteinleitung in die Kolbenstange.
Fig. 1 zeigt im teilweisen Querschnitt eine erfindungsge
mäße Kolben/Zylinder-Einheit. Der Zylinder besteht aus
einem Zylinderboden 1, einem Zylinderrohr 2 und einem
Zylinderdeckel 3. In den Zylinder ist ein Kolben 4 mit
einer Kolbenstange 5 eingesetzt. Mit 6 ist eine Kolben
dichtung zum Zylinderrohr 2, mit 7 eine Dichtung zwischen
Zylinderboden/Zylinderrohr und mit 8 eine Dichtung zwi
schen Zylinderdeckel/Zylinderrohr bezeichnet.
Zur Verdreh-Sicherung ist eine Hohlwelle 9 vorgesehen, die
in den Kolbenboden 1 eingepreßt ist und mit einer Dichtung
10 abgedichtet ist. Das andere Hohlwellenende wird mit
einer Dichtung 11 und mit einer Dichtschraube 12 im Zylin
derdeckel 3 befestigt.
Die Hohlwelle 9 durchsetzt den Kolben 4, der hierzu eine
entsprechende Ausnehmung mit einer Dichtung 13 besitzt.
Bevorzugt wird die exzentrische Stange bzw. Hohlwelle 9
möglichst dicht an das Zylinderrohr 2 gedrückt, so daß
sich ein großer Hebelarm für Drehmomente ergibt, die über
die Kolbenstange und den Kolben auf die Hohlwelle wirken.
Fig. 2 zeigt die zentrale Luftzuführung. Hierzu ist am
Zylinderboden 1 ein Ventil 14 mit zentraler Druckluftein
leitung 15 vorgesehen. Bei entsprechender Ventilstellung
wird über eine Bohrung 16 Luft in den Zylinder eingelei
tet, so daß der Kolben 4 ausfährt.
Die Rückholbewegung des Kolbens erfolgt dadurch, daß
Druckluft am Rohrende der Hohlwelle 9 bei entsprechender
Stellung des Ventils 14 austritt und den Kolben von der
entgegengesetzten Richtung her beaufschlagt. Durch diese
Anordnung des Ventils 14 sowie der einzelnen Fluidleitun
gen kann die Fluid- bzw. Drucklufteinleitung 15 und 9 für
Aus- und Einfahrbewegungen des Kolbens von dem am Zylin
derboden 1 angeordneten Ventil 14 her erfolgen, also zen
tral, ohne daß externe Druckluftleitungen etc. vorgesehen
werden müßten.
Fig. 3 zeigt, daß in eine Aussparung des Zylinderbodens 1
ein Schlauch 17 eingelegt ist, der über eine Bohrung 18
ebenfalls mit dem Ventil 14 verbunden ist.
Der Schlauch 17 hat verschiedene Eigenschaften, die im
folgenden näher beschrieben werden sollen:
In der Schlauchebene ist er als Spirale gewickelt, d. h.
die Windungen liegen zentral zur Kolbenstange 5 am Zylin
derboden. Die spiralförmigen Schlauchwindungen sind so
bemessen, daß der Schlauch bei ausgefahrenem Kolben wei
terhin eine Verbindung zu der hohlen Kolbenstange her
stellt. In der Zylinderrohrebene, d. h. bei ausfahrendem
Kolben 4 ist der Schlauch 17 als Wendel gewickelt, die bis
zum zentralen Lufteintritt des Kolbens 4 führt. Im ausge
fahrenen Zustand des Kolbens 4 stellt der Schlauch damit
eine konische Wendel dar. Diese Wendelform kann entweder
dadurch erreicht werden, daß eine kegelige Schraubendruck
feder aus Federstahl verwendet wird, deren Form und Lage
reproduzierbar ist. Der weiche Druckluftschlauch wird über
den Federstahl gestülpt, d. h. der Federstahl liegt im
Schlauch und wird am Zylinderboden und am Kolbenboden in
geeigneter Weise befestigt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung bildet der Schlauch
selbst die Wendel. Damit dies möglich wird, wird er an
einer Mantellinie mechanisch oder thermisch so behandelt,
daß er sich reproduzierbar krümmt und im ausgezogenen
Zustand eine Wendel bildet, die der Form der kegeligen
Schraubendruckfeder entspricht.
Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei
spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedan
kens beschrieben worden, wie er sich aus einer entspre
chenden Verallgemeinerung der Ansprüche ergibt.
Innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedankens sind
selbstverständlich die verschiedensten Modifikationen
möglich:
Beispielsweise können zwei (oder auch mehr) exzentrische
Stangen, von denen wenigstens eine als Hohlwelle ausgebil
det ist, symmetrisch angeordnet werden, so daß sich eine
höhere Verdreh-Sicherheit ergibt.
Ferner kann das Ventil 14 eine Flanschplatte bzw. eine
auskragende Bodenplatte aufweisen, mit der es direkt an
der zentralen Flanschplatte eines Industrieroboters oder
dergleichen befestigbar ist.
Claims (5)
1. Kolben/Zylinder-Einheit, an deren Kolbenstange insbe
sondere Handhabungseinrichtungen etc. anbringbar sind, und
die wenigstens eine zentrale Versorgungsleitung für an der
Kolbenstange angebrachte Einrichtungen aufweist,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
- - zur Sicherung des Kolbens gegen Verdrehungen durchsetzt den Zylinder in Längsrichtung exzentrisch wenigstens eine Stange, die als Hohlwelle ausgeführt ist,
- - die Kolbenstange ist hohl ausgeführt und nimmt die Versorgungsleitungen für an der Kolbenstange angebrachte Einrichtungen auf,
- - zum Ausfahren des Kolbens ist im Zylinderboden eine Bohrung vorgesehen, durch die der Kolben mit einem Fluid beaufschlagbar ist,
- - zum Rückholen des Kolbens ist in der exzentrisch ange ordneten Stange eine Bohrung im Bereich des Zylinderdec kels vorgesehen, durch die der Kolben von der Rückseite mit einem Fluid beaufschlagbar ist.
2. Einheit nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidzuleitung in die
exzentrische Stange vom Zylinderboden aus erfolgt.
3. Einheit nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsleitungen
wenigstens eine Fluidleitung aufweisen, und
daß zur Fluideinleitung in die Kolbenstange durch einen in
der Schlauchebene als Spirale gewickelten Schlauch er
folgt, der sich bei voll zurückgezogenem Kolben in eine
Ausnehmung im Zylinderboden einlegt.
4. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei exzentrische Stangen
vorgesehen sind, von denen wenigstens eine als Hohlwelle
ausgebildet ist.
5. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß am Kolbenboden zentral Steuer-
bzw. Ventilelemente für die einzelnen Fluidleitungen ange
ordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873744628 DE3744628A1 (de) | 1987-12-31 | 1987-12-31 | Kolben/zylinder-einheit mit verdrehsicherem kolben |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3744628A1 true DE3744628A1 (de) | 1989-07-13 |
DE3744628C2 DE3744628C2 (de) | 1990-06-28 |
Family
ID=6343901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873744628 Granted DE3744628A1 (de) | 1987-12-31 | 1987-12-31 | Kolben/zylinder-einheit mit verdrehsicherem kolben |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3744628A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4028159A1 (de) * | 1990-09-05 | 1992-03-12 | Fraunhofer Ges Forschung | Kolben/zylinder-einheit |
AT512511A4 (de) * | 2012-07-24 | 2013-09-15 | Avl List Gmbh | Druckmittelbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit |
WO2023193970A1 (de) * | 2022-04-08 | 2023-10-12 | Weber-Hydraulik Gmbh | Zylinder/kolben-aggregat mit exzentrischer kolbenstange |
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CH648909A5 (en) * | 1982-03-09 | 1985-04-15 | Georges Pipoz | Hydropneumatic jack |
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-
1987
- 1987-12-31 DE DE19873744628 patent/DE3744628A1/de active Granted
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Also Published As
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DE3744628C2 (de) | 1990-06-28 |
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