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Die Erfindung bezieht sich auf einen Arbeitszylinder mit einem unter
der Wirkung eines in ihn einführbaren Druckmittels verstellbaren Kolben, der mit
einer aus dem Zylinderraum herausragenden Antriebs- bzw. Steuerungszwecken dienenden
Kolbenstange verbunden ist und dessen Kolbenweg durch einen Zylinderdeckel begrenzt
ist, der sich mit Hilfe eines am Zylinder vorgesehenen Gewindes stufenlos verstellen
läßt.
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Bei einem bekannten Arbeitszylinder dieser Art greift der eine den
Kolbenweg begrenzende Zylinderdeckel über ein an- seiner Außenseite befindliches
Gewinde in ein Innengewinde eines in bezog auf den Zylinder festgelegten Endstücks
ein. Der Zylinderdeckel ist also nicht druckdicht innerhalb des Zylinders kolbenartig
verschiebbar, er weist vielmehr sogar Bohrungen auf, über die der eine Zylinderinnenraum
mit der Außenseite ständig in Verbindung steht. Für die Druckmittelzufuhr zur Beaufschlagung
des Kolbens ist lediglich ein einziger Druckmittelanschluß vorgesehen. Diese Ausführung
ist mit dem Nachteil verbunden, daß nur eine einseitige Beaufschlagbarkeit des im
Arbeitszylinder verschiebbaren Kolbens vorgesehen ist. Es ist deshalb die Anordnung
einer Rückstellfeder notwendig, deren Kraft bei Bewegung des Kolbens in einer Bewegungsrichtung
durch das Druckmedium überwunden werden muß und die nicht ohne weiteres veränderbar
ist. Es ist somit nicht möglich, den Kolben im Bedarfsfall in der einen oder anderen
Enstellung innerhalb des Arbeitszylinders oder aber in einer der vielen möglichen
Zwischenstellungen anzuhalten.
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Erwähnenswert ist ferner .der Nachteil herkömmlicher Arbeitszylinderausführungen,
bei denen der Kolbenweg über Steuerschieber bzw. Ventile von Hand, mechanisch, pneumatisch
oder magnetisch bestimmt wird, so daß der Füllraum nicht entsprechend dem Kolbenweg
vergrößert oder verkleinert werden kann und somit der Energieaufwand nicht entsprechend
dem jeweiligen Bedarf reduzierbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitszylinder zu
schaffen, dessen den Kolbenweg bestimmender Füllraum beliebig stufenlos vergrößert
oder verkleinert werden kann und dessen den Füllraum zusammen mit dem einen der
beiden Zylinderdeckel begrenzender Kolben beidseitig beaufschlagbar ist.
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Der erfindungsgemäße Arbeitszylinder zeichnet sich dadurch aus, daß
der verstellbare Zylinderdeckel als druckdicht innerhalb des Zylinders kolbenartig
verschiebbarer, eine axiale Bohrung für die Druckmittelzu- oder -ableitung aufweisender
Zylinderverschluß ausgebildet ist, der mit einer in das an der Außenseite des Zylinders
vorgesehene Gewinde eingreifenden Verstellmutter verbunden ist. Auf diese Weise
wird erreicht, daß der Füllraum entsprechend dem Kolbenweg vergrößert oder verkleinert
werden kann; der Energieaufwand ist folglich entsprechend dem jeweiligen Bedarf
reduzierbar. Bei der erfindungsgemäßen Arbeitszylinderausbildung ist es ferner möglich,
den Kolben im Bedarfsfall in der einen oder anderen Endstellung innerhalb des Zylinders
oder aber in einer der vielen möglichen Zwischenstellungen anzuhalten.
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An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß es bei einer anderen Zwecken
dienenden Druckzylindereinheit bereits bekannt ist, die Kolbenstange zur Führung
des Kolbens zu verwenden; sie dient jedoch nicht als Antriebs- bzw. Steuerungselement.
Außerdem ist bei dieser Druckzylindereinheit kein druckdicht innerhalb des Zylinders
kolbenartig verschiebbarer, eine axiale Bohrung für die Druckmittelzu- oder -ableitung
aufweisender Zylinderverschluß vorhanden. Die beiderseits des Kolbens befindlichen
Zylinderdeckel sind unverschiebbar in bezug auf den Zylinder angeordnet. Bei der
bekannten Ausführung dient der Begrenzung des Kolbenweges abweichend von dem erfindungsgemäßen
Arbeitszylinder eine Gewindehülse, die den einen Zylinderdeckel koaxial durchsetzt
und die Kolbenstange umgibt.
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Als zweckmäßig hat es sich bei dem erfindungsgemäßen Arbeitszylinder
herausgestellt, wenn der Zylinderverschluß mit der Verstellmutter axial unverschiebbar,
jedoch verdrehbar verbunden ist.
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In in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhafter Weise ist an dem
Zylinderende, auf das die Verstellmutter aufschraubbar ist, innenseitig ein den
Weg des Zylinderverschlusses in Richtung eines maximalen Zylinderraums begrenzender
Anschlag vorgesehen.
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Eine einfache Ausgestaltung wird erzielt, wenn die Verstellmutter
als Hülse ausgebildet ist, die an ihrem dem Arbeitsraum abgewandten Ende einen Boden
aufweist und in ihrer axialen Länge so bemessen ist, daß der Boden als Anschlag
für die Einwärtsbewegung des Zylinderverschlusses dient.
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Zum Einstellen des Kolbenwegs befindet sich in vorteilhafter Weise
auf der Grundfläche einer an der Außenseite des Zylinders vorgesehenen Längsnut
eine Skala.
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Die Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt A b b. 1 einen Axialschnitt durch einen Arbeitszylinder, und zwar in einer
Arbeitsstellung, in der der Kolbenweg und der Hubraum klein sind, A b b. 2 eine
Schnittansicht entsprechend derjenigen der A b b. 1 mit vergrößertem Kolbenweg und
Hubraum und A b b. 3 eine Seitenansicht des Arbeitszylinders in der Einstellung
nach A b b. 2.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, weist der Arbeitszylinder 1 beidseitig
ein Außengewinde auf. Im Arbeitszylinder 1 ist ein Kolben 2, der mit einer Kolbenstange
3 fest verbünden ist, in axialer Richtung druckdicht verschiebbar. Die Kolbenstange
3 durchsetzt einen festen Zylinderverschluß 4. Zur Begrenzung des Kolbenweges ist
innerhalb des Arbeitszylinders 1 druckdicht ein Zylinderverschluß 5 kolbenartig
verschiebbar. Dieser Zylinderverschluß 5 ist mit einer Verstellmutter 6 verbunden,
die in das an der Außenseite des Arbeitszylinders 1 vorgesehene Gewinde eingreift.
Die Verstellmutter 6 ist durch eine Kontermutter 7 in beliebiger Stellung festsetzbar.
Auf der Grundfläche einer Längsnut des Arbeitszylinders 1 ist eine Skala 8 vorgesehen,
die es zusammen mit einer an der Verstellmutter 6 befindlichen radialen Skala ermöglicht,
die jeweilige Einstellung des Kolbenwegs abzulesen. Zusätzlich ist ein Schriftfeld
11 mit Angaben über technische Werte vorgesehen.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Zylinderverschluß 5 mit
der Verstellmutter axial unverschiebbar, jedoch verdrehbar verbunden. Die Verstellmutter
6 ist zu diesem Zweck als Hülse ausgebildet, die an ihrem dem Arbeitsraum abgewandten
Ende einen Boden 6' aufweist. In ihrer axialen Länge ist sie so bemessen, daß der
Boden 6' als Anschlag
für die Einwärtsbewegung des Zylinderverschlusses
5 dient. An dem Zylinderende, auf das die Verstellmutter 6 aufschraubbar ist, ist
innenseitig ein den Weg des Zylinderverschlusses 5 in Richtung eines maximalen Zylinderraums
begrenzender Anschlag 10 vorgesehen. Um dem Zylinderraum auf der der Verstellmutter
6 zugewandten Seite des Kolbens 2 Druckmittel zuführen zu können, ist der Zylinderverschluß
5 mit einer axialen Bohrung 12 versehen.
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Wie sich aus einem Vergleich der A b b.1 und 2 ergibt, kann durch
Verdrehen der Verstellmutter 6 der Zylinderverschluß 5 im Arbeitszylinder 1 so weit
vorgeschoben werden, daß der Kolbenweg stark verkleinert wird. Umgekehrt läßt sich
der Zylinderverschluß entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen auch unter Vergrößerung
des Kolbenweges so weit innerhalb des Arbeitszylinders 1 verschieben, bis er mit
seiner Stirnseite an den Anschlag 10 stößt.
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Der für die Bewegung des Kolbens 2 erforderliche Energiebedarf läßt
sich durch Anpassung des Füllraums an den jeweiligen Bedarfsfall jeweils auf ein
Minimum reduzieren. Der Füllraum braucht somit nicht größer zu sein als es der jeweils
eingestellte Kolbenweg erforderlich macht.
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Zwischen den beiden Außengewinden ist der Arbeitszylinder 1 mit einem
Bundring versehen, über den ein mehrteiliges Klemmstück 9 greift, das der festen
oder pendelnden Zylinderlagerung dient.