EP0124727A2 - Arbeitszylinder - Google Patents

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EP0124727A2
EP0124727A2 EP84102818A EP84102818A EP0124727A2 EP 0124727 A2 EP0124727 A2 EP 0124727A2 EP 84102818 A EP84102818 A EP 84102818A EP 84102818 A EP84102818 A EP 84102818A EP 0124727 A2 EP0124727 A2 EP 0124727A2
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EP
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piston rod
cylinder tube
cylinder
rod
piston
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EP84102818A
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EP0124727B1 (de
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Erich Dipl.-Ing. Kleinknecht
Richard Pinter
Diether Dipl.-Ing. Slowak
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • 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
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • F15B15/262—Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
    • 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
    • F15B15/02—Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
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    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2846—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using detection of markings, e.g. markings on the piston rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2861—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using magnetic means

Definitions

  • the invention relates to a cylinder according to the preamble of the main claim.
  • a known working cylinder has the disadvantage that it cannot be used optimally because its function is very limited.
  • the working cylinder according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that it is versatile, in particular that the piston rod can be precisely positioned and locked and that the piston rod is not rotated by braking the piston rod by an eccentric.
  • FIG. 1 shows a side view of a working cylinder, partly in section
  • FIG. 2 shows a top view of the working cylinder
  • FIG. 3 shows a section along III-III according to FIG. 2.
  • 10 denotes a cylinder tube which is closed on both sides by covers 11, 12 and via which the cylinder tube is clamped to the covers with the aid of four clamping screws 13.
  • an opening 14, 15 is formed for the supply or discharge of the pressure medium for actuating the piston or the piston rod.
  • two through bores 16, 17 are formed in the cover 12, in which rods 18, 16 are slidably guided, which are connected at their end facing away from the cover 11 by a yoke 19.
  • the rod 18 is coded, e.g. B. in that at certain intervals rings 20 made of a material with magnetic Properties are inserted that differ significantly from the magnetic properties of the material of the rod 18.
  • thread-like grooves can also be provided, which are filled with a similar material, or a band of magnetized material can also be inserted into the rod 18.
  • the piston rod is designated 25.
  • An eccentric ring 26 is slidably rotatably mounted on it, which is also mounted in a bore 27 of the cover.
  • the eccentric 26 has an upstanding bolt which engages in a slot 29 of a piston 30 which is slidably guided in a bore 31 of the braking device.
  • the piston 30 is acted upon by a valve 32 through a bore 32 and a line, not shown, with pressure medium. Contrary to the pressure medium pressure force acts on the piston 30 a compression spring 34 which is supported on a spring abutment 35 which is housed in a side part 36 of the braking device.
  • Such a braking device is known from DE-OS 25 15 566.2.
  • the compression spring 34 brings the piston 30 into such a position that the bolt 28 rotates the eccentric 26 so that it clamps the piston rod 25.
  • the electronics control the valve 23 in such a way that pressure medium flows through the bore 32 into the bore 31.
  • the piston 30 moves to the left, the bolt 28 is pivoted counterclockwise in such a way that the eccentric ring 26 releases the piston rod.
  • the piston and piston rod now move. If this has reached a certain position, which is characterized by the coding on the rod 18, the electronics 22 give a signal to the valve 23, which now immediately stops the pressure medium flow to the bore 32. Now the compression spring 34 brings the braking device back into the braking position, the piston rod is immediately tightened.
  • the piston rod can be moved to any position and clamped there by means of appropriate coding and control via the electronics.
  • a compensating coupling 39 is provided between the yoke 19 and the piston rod 25.
  • This consists essentially of a cylindrical body 40 which is screwed onto the piston rod 25 by means of a screw bolt 41 and a nut 42 arranged at its end.
  • the cylindrical body 40 has a transverse slot 45, into which a disk 43 is inserted with a bolt 44 which extends toward the yoke and which is screwed to the yoke by means of a screw 46 arranged therein.
  • the cylindrical body 40 is thus firmly connected on the one hand to the piston rod 25, and on the other hand via the disk 43 and the bolt 44 with little axial and radial play with the yoke 19.

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Abstract

Der Arbeitszylinder hat ein Zylinderrohr (10), in dem ein Kolben mit Kolbenstange (25) geführt ist. In einem an das Zylinderrohr angebauten Gehäuseteil sind zwei parallel zum Zylinderrohr verlaufende Führungsstangen (18, 18') gleitend geführt. Diese sind an einem Ende durch ein Joch (19) verbunden und über eine Ausgleichskupplung (40) mit der Kolbenstange und dem Joch (19). Am Gehäuse befindet sich eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Bremseinrichtung (24), durch welche die Kolbenstange über einen Exzenterring (26) in einer beliebigen Lage festgespannt werden kann. Die Lage wird vorgegeben durch eine Kodierung (20) auf der Kolbenstange (18) und eine Abtastvorrichtung (21), die mit einer Elektronik (22) in Wirkverbindung steht. Soll die Kolbenstange in eine bestimmte Position gefahren werden, so gibt die Elektronik ein Signal an ein Steuerventil (23), welches nun Druckmittel zur Bremseinrichtung (24) steuert und ein dort angeordneter Kolben (30) die Bremse löst. Die Kolbenstange verfährt dann in eine vorgegebene Stellung. Wenn diese erreicht ist, wird über den Sensor (21) die Elektronik wieder angesteuert und das Ventil so eingestellt, daß kein Druckmittel mehr zur Bremseinrichtung fließt. Nun bringt eine Druckfeder (34) die Exzenterbremse zur Wirkung, so daß die Kolbenstange festgespannt wird.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einem Arbeitszylinder nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger bekannter Arbeitszylinder hat den Nachteil, daß er nicht optimal einsetzbar ist, da er in seiner Funktion sehr beschränkt ist.
    • Vorteile der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß er vielseitig verwendbar ist, daß insbesondere die Kolbenstange genau positionierbar und feststellbar ist und daß durch das Bremsen der Kolbenstange durch einen Exzenter die Kolbenstange nicht verdreht wird.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 erhält man eine besonders exakte Führung der Kolbenstange und eine besonders gute Verdrehsicherung für dieselbe.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht eines Arbeitszylinders, teilweise im Schnitt, Figur 2 eine Draufsicht auf den Arbeitszylinder, Figur 3 einen Schnitt längs III-III nach Figur 2.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • In den Figuren ist mit 10 ein Zylinderrohr bezeichnet, das beidseitig durch Deckel 11, 12 verschlossen ist und über welche das Zylinderrohr mit Hilfe von vier Spannschrauben 13 mit den Deckeln festgespannt wird. In den Deckeln 11 und 12 ist jeweils eine Öffnung 14, 15 für das Zuführen bzw. Abführen des Druckmittels zum Betätigen des Kolbens bzw. der Kolbenstange ausgebildet.
  • Seitlich und parallel zum Zylinderrohr 1C verlaufend sind im Deckel 12 zwei durchgehende Bohrungen 16, 17 ausgebildet, in welchen Stangen 18, 16 gleitend geführt sind, die an ihrem dem Deckel 11 abgewandten Ende durch ein Joch 19 verbunden sind. Die Stange 18 ist kodiert, z. B. dadurch, daß in bestimmten Abständen Ringe 20 aus einem Werkstoff mit magnetischen Eigenschaften eingelegt sind, die sich wesentlich von den magnetischen Eigenschaften des Werkstoffs der Stange 18 unterscheiden. Es können aber auch gewindeartige Rillen vorgesehen sein, die mit einem ähnlichen Material gefüllt sind oder es kann auch ein Band aus magnetisiertem Werkstoff in die Stange 18 eingelassen sein.
  • Zum Abtasten der Position der Stange 18 und damit auch der Kolbenstange dient ein Sensor 21, der Teil einer auf dem Deckel 12 angeordneten Elektronik 22 ist. Mit Hilfe dieser Elektronik wird ein Steuerventil 23 betätigt, das .über der Elektronik und auf dem Deckel sitzt und das zur Steuerung einer Bremseinrichtung 24 dient, die ebenfalls am Deckel 12 angeordnet ist.
  • Die Kolbenstange ist mit 25 bezeichnet. Auf ihr ist gleitend drehbar ein Exzenterring 26 gelagert, der gleichzeitig auch in einer Bohrung 27 des Deckels gelagert ist. Der Exzenter 26 hat einen nach obenstehenden Bolzen, der in einen Schlitz 29 eines Kolbens 30 greift, der in einer Bohrung 31 der Bremseinrichtung gleitend geführt ist. Der Kolben 30 wird über eine Bohrung 32 und eine nicht dargestellte Leitung vom Ventil 23 her mit Druckmittel beaufschlagt. Entgegen der Druckmitteldruckkraft wirkt auf den Kolben 30 eine Druckfeder 34, die sich an einem Federwiderlager 35 abstützt, das in einem Seitenteil 36 der Bremseinrichtung untergebracht ist. Eine derartige Bremseinrichtung ist bekannt aus der DE-OS 25 15 566.2.
  • Wenn kein Druck in der Bohrung 31 ansteht, bringt die Druckfeder 34 den Kolben 30 in eine solche Position, daß der Bolzen 28 den Exzenter 26 so verdreht, daß er die Kolbenstange 25 festspannt.
  • Soll die Kolbenstange 25 in eine bestimmte Position fahren, so wird von der Elektronik das Ventil 23 derart angesteuert, daß Druckmittel über die Bohrung 32 in die Bohrung 31 strcmt. Dadurch bewegt sich der Kolben 30 nach links, der Bolzen 28 wird entgegen dem Uhrzeigersinn derart verschwenkt, daß der Exzenterring 26 die Kolbenstange freigibt. Durch Beaufschlagung des Kolbens im Zylinderrohr verfährt nun der Kolben samt Kolbenstange. Hat diese eine bestimmte Position erreicht, die durch die Kodierung auf der Stange 18 gekennzeichnet ist, so gibt die Elektronik 22 ein Signal an das Ventil 23, das nun sofort den Druckmittelzufluß zur Bohrung 32 stoppt. Jetzt bringt die Druckfeder 34 die Bremseinrichtung wieder in Bremsstellung, die Kolbenstange wird sofort festgespannt. Durch entsprechende Kodierung und Ansteuerung über die Elektronik kann die Kolbenstange in jede beliebige Stellung gefahren und dort festgespannt werden.
  • Damit durch die auf die Kolbenstange 25 wirkende exzentrische Bewegung keine Verdrehung der Kolbenstange möglich ist, ist zwischen dem Joch 19 und der Kolbenstange 25 eine Ausgleichskupplung 39 vorgesehen. Diese besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Körper 40, der auf die Kolbenstange 25 mittels eines an ihrem Ende angeordneten Schraubenbolzen 41 und einer Mutter 42 aufgeschraubt ist. Der zylindrische Körper 40 weist einen Querschlitz 45 auf, in den eine Scheibe 43 eingesetzt ist mit einem zum Joch hin sich erstreckenden Bolzen 44, der mit dem Joch mittels einer in dieser angeordneten Schraube 46 verschraubt ist. Der zylindrische Körper 40 ist somit einerseits mit der Kolbenstange 25 fest verbunden, andererseits über die Scheibe 43 und den Bolzen 44 mit geringem axialem und radialem Spiel mit dem Joch 19.

Claims (4)

1. Arbeitszylinder mit einem in einem Zylinderrohr geführten, druckbeaufschlagten Kolben mit Kolbenstange, gekennzeichnet, durch die Kombination folgender,Merkmale:
a) Am Ende des Zylinderrohrs (10) befindet sich eine in einem Anbau angeordnete Bremseinrichtung (24) für die Kolbenstange (25);
b) an einem am Zylinderrohr angeordneten Gehäuseteil ist mindestens eine parallel zum Zylinderrohr verlaufende Führungsstange (18, 18') gleitend gelagert, die mit der Kolbenstange (25) festverbunden ist;
c) an der Führungsstange (18) ist eine in deren Längsrichtung verlaufende Kodiereinrichtung (20) beliebiger Art für einen elektrischen Wegsensor (21) für die Kolbenstangenstellung angeordnet;
d) die Führungsstange (18) ist über eine Ausgleichskupplung (40) mit der Kolbenstange (25) verbunden.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylinder bzw. an einem am Zylinder angeordneten Gehäuseteil beidseits und parallel zum Zylinderrohr verlaufende Führungsstangen (18, 18') für die Kolbenstange (25) angeordnet sind, und daß beide Führungsstangen über ein Joch (19) verbunden sind und dieses selbst wiederum mit der Ausgleichskupplung (40).
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (21) Teil einer elektronischen Steuerung (22) ist, die einem Steuerventil (23) zugeordnet ist, über welches Druckmittel zur Bremseinrichtung (24) gesteuert wird.
4. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichskupplung (40) aus einem mit der Kolbenstange (25) verschraubten zylindrischen Körper besteht, in dem ein eine Scheibe (43) mit Bolzen (44) aufnehmender Querschlitz (42, 45) ausgebildet ist und daß die Scheibe samt Bolzen mit dem Joch (19) mittels einer Schraube (46) verschraubt ist.
EP84102818A 1983-04-06 1984-03-15 Arbeitszylinder Expired EP0124727B1 (de)

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DE8310037U 1983-04-06

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EP0124727A3 EP0124727A3 (en) 1985-07-24
EP0124727B1 EP0124727B1 (de) 1987-06-03

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