DE19821814A1 - Fluiddruckzylinder mit Nutenabdeckung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fluiddruck­ zylinder mit Abdeckungen für die Öffnungen von Sensorbe­ festigungsnuten.

Fluiddruckzylinder weisen üblicherweise Sensorbefestigungs­ nuten auf, die in den Außenflächen eines Zylinderrohres ausgebildet sind und in denen jeweils ein Sensor befestigt ist, um die Betriebsposition eines Kolbens zu erfassen.

Eine Vielzahl derartiger Sensorbefestigungsnuten ist in den Außenflächen des Zylinderrohres vorgesehen, um das Verändern der Sensoren zu ermöglichen, so daß die Sensoren einem Wechsel der Spezifikation oder Installationsposition des Zylinders angepaßt werden können. Von Nachteil ist es hierbei jedoch, daß Fremdstoffe, wie Staub, durch die Öffnungen in die Sensorbefestigungsnuten eintreten können und sich darin festsetzen. Außerdem sind die Öffnungen der Sensorbefesti­ gungsnuten so schmal, daß positionsdetektorsensoren darin gehalten werden können, was es schwierig und mühsam macht, an der Innenseite der Nutenkante abgelagerten Staub vollständig zu entfernen. Außerdem können Zylinder, an denen Staub haftet, eine Kontaminierung der Arbeitsumgebung bewirken. Insbesondere werden Nahrungsmittel- und chemische Herstellungsprozesse wesentlich durch eine Mischung von Fremdstoffen, wie Staub beeinträchtigt, so daß derartige Zylinder, die eine Kontimina­ tionsquelle sein können, nicht als Antriebsquelle für Herstellungsvorrichtungen verwendet werden können.

Außerdem ist es bei Verwendung derartiger Zylinder in einer staubigen Arbeitsumgebung wahrscheinlich, daß sich Staub in den Sensorbefestigungsnuten ablagert. In einem solchen Fall wird, wenn die Sensoren zur Anpassung an einen Wechsel der Installationsposition oder Spezifikation des Zylinders geändert werden müssen, der Wechselvorgang unmöglich, wenn die in den Sensorbefestigungsnuten abgelagerten Fremdstoffe nicht wie erforderlich vollständig entfernt werden. Somit wird die Wartung der Zylinder sehr mühsam.

Im Hinblick auf diese beim Stand der Technik auftretenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fluiddruckzylinder zu schaffen, der das Eintreten von Fremdstoffen in die Sensorbefestigungsnuten verhindern kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Fluid­ druckzylinder vor, der Sensorbefestigungsnuten an der Außenfläche eines Zylinderrohres und Nutenabdeckungen aufweist, die jede der Sensorbefestigungsnuten, in denen kein Sensor befestigt ist, abdecken.

Die Sensorbefestigungsnut weist ein Paar von Verriegelungsvor­ sprüngen auf, die an entsprechenden Kanten der Öffnungen so ausgebildet sind, daß sie nach innen vorspringen. Die Nutenabdeckung ist aus einem flexiblen Material geformt, das elastisch deformierbar ist und mit einem Schneidinstrument geschnitten werden kann, und weist einen Dichtungsabschnitt auf, der die Öffnung der Sensorbefestigungsnut gegenüber dem Äußeren abdeckt und der breiter ist als die Öffnung, ein Paar von Beinabschnitten, die sich von der Bodenfläche des Dichtungsabschnitts so nach unten erstrecken, daß sie in die Sensorbefestigungsnut eingesetzt werden können, und Schulter­ abschnitte, die an den Außenflächen der Beinabschnitte ausgebildet sind und von der Innenseite der Nuten her an den Vorsprüngen der Kanten der Sensorbefestigungsnut angreifen.

Bei dem erfindungsgemäßen Zylinder deckt die Nutenabdeckung Sensorbefestigungsnuten, in denen keine Sensoren befestigt sind, ab, so daß ein Ablagern von Staub in den Nuten verhin­ dert wird. Außerdem hilft die Flexibilität der aus flexiblem Material gebildeten Nutenabdeckung beim Öffnen und Schließen des Paares von Beinabschnitten, um dieses einfach und zuverlässig in und aus der Sensorbefestigungsnut zu befestigen bzw. zu entfernen. Außerdem kann die Länge der Nutenabdeckung in Abhängigkeit von der Sensorbefestigungsposition beliebig eingestellt werden, da sie einfach mit einem Schneidinstrument geschnitten werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Außenflächen des Paares von Beinabschnitten der Nutenabdeckung in der Richtung geneigt, in der sie sich einander zu ihrer Spitze hin annähern, während die seitlichen Nutenwände der Sensorbefestigungsnut in der Richtung geneigt sind, in der die Nutenbreite allmählich zu ihrem Boden hin abnimmt. Die Neigung der Außenfläche des Beinabschnitts der Nutenabdeckung ist so vorgesehen, daß sie kleiner ist als die Neigung der Nutenwand der Sensorbefestigungsnut.

Bei dieser Ausgestaltung können bei der Befestigung der Nutenabdeckung die Spitzen der Paare von Beinabschnitten einfach eingesetzt und von den Kanten der Sensorbefestigungs­ nut zwischen die Vorsprünge eingepreßt werden, um die geneigten Außenflächen der Beinabschnitte über die Vorsprünge zusammenzudrücken, so daß die Beinabschnitte elastisch nach innen deformiert werden. Hierdurch wird eine einfache Befestigung ermöglicht. Außerdem liegen die Beinabschnitte nahe an den Nutenwänden an und sind gesichert, da die Neigung der Außenflächen der Beinabschnitte kleiner ist als die der Nutenwände der Sensorbefestigungsnut.

In Weiterbildung der Erfindung sind die Bodenflächen der an beiden Kanten der Sensorbefestigungsnut ausgebildeten Vorsprünge zu ihrer Spitze hin in der Richtung geneigt, in der sie allmählich zu dem Äußeren der Nut hin geneigt sind, während die Schulterabschnitte des Paares von Beinabschnitten der Nutenabdeckung in der Richtung geneigt sind, in der die Höhe der Oberfläche nach außen hin abnimmt.

Wenn die Nutenabdeckung von der Sensorbefestigungsnut entfernt wird, kann die Nutenabdeckung somit stark aus der Sensorbe­ festigungsnut nach außen gezogen werden, wobei die Bein­ abschnitte entlang der Neigung der Vorsprünge und Schulter­ abschnitte elastisch nach innen deformiert werden, wodurch die Entfernung der Nutenabdeckung erleichtert wird.

Zusätzlich sind gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise beide breitenseitigen Enden des Dichtabschnitts der Nuten­ abdeckung nach unten abgeschrägt, so daß der Dichtabschnitt hart gegen die Außenfläche des Zylinderrohres gepreßt werden kann.

Außerdem ist erfindungsgemäß ein Abstand zwischen den Paaren von Beinen der Nutenabdeckung vorgesehen, durch den eine Leitung des Sensors durchgeführt werden kann.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch Fig. 1, der einen Zustand zeigt, in dem eine der Nutenabdeckungen entfernt ist,

Fig. 3 eine schematische vergrößerte Ansicht von Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Sensors.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Fluiddruckzylinder bezeichnet, der mit Druckluft betrieben wird und ein Zylinder­ rohr 2 mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt mit vier abgerundeten Ecken aufweist, sowie eine Kopfabdeckung 3 und eine Stangenabdeckung 4, die beide Enden einer Zylinderbohrung 2a innerhalb des Zylinderrohres abdecken, und eine Stange 5, die sich von einem gleitend in der Zylinderbohrung 2a aufgenommenen Kolben (nicht dargestellt) erstreckt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das Zylinderrohr 2 und die Abdeckungen 3 und 4 werden mit geeigneten Elementen, bspw. Zugstangen, einstückig zusammengesetzt.

Zwei Zylinderbefestigungsnuten 8, in denen jeweils ein Positionsdetektionssensor 11 zur Feststellung der Be­ triebsposition eines Kolbens befestigt ist, sind an jeder der vier Seiten des Zylinderrohres 2 in Axialrichtung des Zylinderrohres 2 ausgebildet. Ein Beispiel für einen Sensor 11 ist ein magnetischer Proximitätssensor.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weist die Sensorbefestigungsnut 8 ein Paar von Eingriffs-Verriegelungsvorsprüngen 8b, 8b auf, die an entsprechenden Kanten einer Öffnung 8a so ausgebildet sind, daß sie sich nach innen erstrecken und die Nutenbreite der Öffnung 8a verringern. Die Bodenfläche des Vorsprungs 8b ist derart geneigt, daß seine Spitze dem Äußeren der Nut näher ist als seine Bodenseite. Außerdem weisen seitliche Nutenwände 8c, 8c der Sensorbefestigungsnut 8 geneigte Oberflächenaut, die in der Richtung schräg gestellt sind, in der die Nuten­ breite zum Nutenboden allmählich abnimmt. Beide Enden der Sensorbefestigungsnut 8 werden durch die Abdeckungen 3 bzw. 4 verschlossen.

Nutenabdeckungen 9 sind in jeder der Sensorbefestigungsnuten 8, in denen kein Sensor 11 angebracht ist, vorgesehen. Die Nutenabdeckung 9 besteht aus einem flexiblen Material, wie einem synthetischen Kunstharz, das elastisch deformiert und mit einem Schneidwerkzeug geschnitten werden kann. Sie weist einen Dichtabschnitt 9a auf, der die Öffnung 8a Sensorbe­ festigungsnut 8 abdeckt und der breiter ist als die Öffnung 8a, ein Paar von Beinabschnitten 9b, 9b, die sich von der Bodenfläche des Dichtabschnitts 9a so nach unten erstrecken, daß sie in die Sensorbefestigungsnut 8 eingesetzt werden können, und Schulterabschnitte 9c, 9c, die an den Außenflächen der Beinabschnitte 9b, 9b ausgebildet sind, um von der Innenseite der Sensorbefestigungsnut 8 her an den Vorsprüngen 8b, 8b der Kanten der Sensorbefestigungsnut 8 anzugreifen. Die Spitzen der Paare von Beinabschnitten 9b, 9b werden zwischen die Vorsprünge 8b, 8b der Kanten der Sensorbefestigungsnut 8 eingesetzt, und die Abdeckung wird in der Sensorbefestigungs­ nut 8 angebracht, indem sie gepreßt wird, bis die Schulter­ abschnitte 9c, 9c an den Vorsprüngen 8b, 8b angreifen.

Die Außenflächen des Paares von Beinabschnitten 9b, 9b der Nutenabdeckung 9 bilden geneigte Oberflächen, die in der Richtung geneigt sind, in der die Beinabschnitte 9b, 9b sich einander zu ihrer Spitze hin annähern. Die Neigung der schräg gestellten Fläche ist etwas kleiner als die Neigung der Nutenwände 8c, 8c der Sensorbefestigungsnut 8.

Wenn die Nutenabdeckung 9 in der Befestigungsnut 8 angebracht wird, werden bei dieser Ausgestaltung die schrägen äußeren Flächen der Beinabschnitte 9b, 9b durch die Vorsprünge 8b, 8b zusammengedrückt, um die elastische Deformation der Bein­ abschnitte zur Ermöglichung einer einfachen Befestigung zu erleichtern. Außerdem liegen die Beinabschnitte 9b, 9b nahe an den Nutenwänden 8c, 8c an und sind an diesen gesichert, weil die Neigung der Außenflächen der Beinabschnitte 9b, 9b geringer ist als die der Nutenwände 8c, 8c der Sensorbe­ festigungsnut 8. Dies bewirkt einen stabilen Befestigungs­ zustand.

Außerdem ist die obere Fläche des Schulterabschnitts 9c so geneigt, daß seine Höhe nach außen hin abnimmt. Diese geneigte Oberfläche greift an der schrägen Bodenfläche des Vorsprungs 8b an. Da die Eingriffsabschnitte des Schulterabschnitts 9c und des Vorsprungs 8b derart geneigte Oberflächen bilden, kann die Nutenabdeckung 9 dann, wenn die Nutenabdeckung 9 von der Sensorbefestigungsnut 8 entfernt werden soll, hart von der Sensorbefestigungsnut 8 nach außen gezogen werden, um eine elastische, nach innen entlang der schrägen Oberflächen gerichtete Deformation der Beinabschnitte 9b, 9b zu bewirken, was das Entfernen der Nutenabdeckung 9 erleichtert.

Außerdem sind beide breitenseitigen Enden des Dichtabschnitts 9a der Nutenabdeckung 9 um einen geringen Winkel von etwa 5° nach unten abgeschrägt, so daß der Dichtabschnitt hart gegen die Außenfläche des Zylinderrohres 2 an den entsprechenden Seiten der Befestigungsnut 8 gepreßt werden kann.

Ein Freiraum 9d zur Verdrahtung ist zwischen dem Paar von Beinabschnitten 9b, 9b der Nutenabdeckung 9 vorgesehen, so daß eine Leitung 12 von dem Sensor 11 durch den Freiraum 9d hindurchgeführt werden kann.

Bei dem Fluiddruckzylinder 1 mit der oben beschriebenen Ausgestaltung deckt die Nutenabdeckung 9 die Sensorbe­ festigungsnut 8, in der kein Sensor befestigt ist, ab, wodurch die Ablagerung von Staub in der Sensorbefestigungsnut 8 verhindert wird. Außerdem kann die Flexibilität der Nuten­ abdeckung 9 von Nutzen sein, wenn das Öffnen und Schließen des Paares von Beinabschnitten 9b, 9b zur einfachen und zu­ verlässigen Befestigung und Entfernung in bzw. aus der Sensorbefestigungsnut 8 durchgeführt werden soll, da die Nutenabdeckung 9 aus einem flexiblem Material hergestellt ist. Außerdem kann, da die Nutenabdeckung 9 mit einem Schneidwerk­ zeug geschnitten werden kann, ihre Länge leicht in Abhängig­ keit von der Sensorbefestigungsposition eingestellt werden.

Fig. 4 zeigt einen magnetischen Proximitätsschalter als Beispiel eines Positionsdetektionssensors 11. Dieser Sensor gibt ein Signal aus, wenn sich ihm ein nicht dargestellter Magnet, der an dem Kolben befestigt ist, nähert. Die für die Weiterleitung des Signals vorgesehene Leitung 12 wird durch die Sensorbefestigungsnut 8 zu deren Ende geführt und wird dann über den in der Nutenabdeckung 9 ausgebildeten Ausgangs­ abschnitt 14 herausgeführt. Der Ausgangsabschnitt 14 wird durch Ausschneiden des Endes des Dichtungsabschnitts 9a aus der Nutenabdeckung 9 hergestellt.

Der Sensor 11 weist Schulterabschnitte 11a, 11b auf, die an den Bodenflächen der Eingriffsverriegelungsvorsprünge 8b, 8b der Befestigungsnut 8 angreifen. Der Sensor 11 hat außerdem an einem seiner Längsenden eine Gewindebohrung 11b, in die eine Stellschraube 13 eingeschraubt ist.

Der Sensor 11 wird in der Sensorbefestigungsnut 8 befestigt, indem die Abdeckung 3 oder 4 des Zylinderrohres entfernt wird, indem der Sensor in die Sensorbefestigungsnut 8 von deren Längsende her eingesetzt und zu einer gewünschten Position verschoben wird, und indem die Stellschraube 13 durch die Öffnung 8a der Sensorbefestigungsnut 8 derart in die Ge­ windebohrung 11b eingesetzt wird, daß die Spitze der Schraube 13 gegen die Bodenfläche der Sensorbefestigungsnut 8 drückt, um die Schulterabschnitte 11a, 11b gegen die Bodenflächen der Verriegelungsvorsprünge 8b, 8b zu pressen.

Alternativ kann zur Befestigung und Entfernung des Sensors 11, ohne die Abdeckung 3 oder 4 entfernen zu müssen, die Breite der Öffnung 8a der Sensorbefestigungsnut 8 teilweise ver­ größert werden, so daß der Sensor durch diesen breiteren Abschnitt in die Sensorbefestigungsnut 8 eingesetzt und an einer gewünschten Position befestigt werden kann. Diese Ausgestaltung vermeidet die Notwendigkeit des Entfernens der Abdeckung 3 oder 4, um den Sensor zu befestigen oder zu entfernen, wodurch die Wartung und der Austausch des Sensors erleichtert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung deckt die Nutenabdeckung diejenigen Sensorbefestigungsnuten ab, in denen kein Sensor angebracht ist, so daß die Ablagerung von Staub in den Nuten verhindert wird. Außerdem kann, da die Nutenabdeckung aus einem flexiblen Material hergestellt ist, ihre Flexibilität nützlich sein, wenn das Paar von Beinabschnitten geöffnet und geschlossen wird, um die Abdeckung einfach und zuverlässig in bzw. aus der Sensorbefestigungsnut zu befestigen oder zu entfernen. Außerdem kann ihre Länge in Abhängigkeit von der Sensorbefestigungsnut einfach eingestellt werden, da sie mit einem Schneidwerkzeug geschnitten werden kann.

Claims (5)

1. Fluiddruckzylinder mit einer Vielzahl von Sensorbe­ festigungsnuten (8), die in der Außenfläche eines Zylinder­ rohres (2) in Axialrichtung ausgebildet sind, und mit Nutenabdeckungen (9) zur Abdeckung der Sensorbefestigungsnuten (8), in denen kein Sensor (11) angebracht ist, wobei:
die Sensorbefestigungsnut (8) ein Paar von Verriegelungsvor­ sprüngen (8b) aufweist, die an den entsprechenden Kanten der Öffnung (8) ausgebildet sind und nach innen vorspringen, und wobei:
die Nutenabdeckung (9) aus einem flexiblen Material her­ gestellt ist, das elastisch deformierbar ist und mit einem Schneidwerkzeug geschnitten werden kann, und einen Dicht­ abschnitt (9a) aufweist, der die Öffnung (8a) der Sensorbe­ festigungsnut (8) nach außen abdeckt und der breiter ist als die Öffnung (8a), ein Paar von Beinabschnitten (9b), die sich von der Bodenfläche des Dichtabschnitts (9a) nach unten erstrecken, so daß sie in die Sensorbefestigungsnut (8) einsetzbar sind, und Schulterabschnitte (9c), die an den Außenflächen der Beinabschnitte (9b) ausgebildet sind und von der Innenseite der Nut (8) her an den Vorsprüngen (8b) der Sensorbefestigungsnut (8) angreifen.

2. Fluiddruckzylinder nach Anspruch 1, wobei die Außen­ flächen des Paares von Beinabschnitten (9b) der Nutenabdeckung (9) in der Richtung geneigt sind, in der sie sich einander zu ihrer Spitze hin annähern, während die seitlichen Nutenwände (8c) der Sensorbefestigungsnut (8) in der Richtung geneigt sind, in der ihre Nutenbreite allmählich zum Nutenboden hin abnimmt, und wobei die Neigung der Außenfläche des Bein­ abschnitts (9b) der Nutenabdeckung (9) kleiner ist als die Neigung der Nutenwand (8c) der Sensorbefestigungsnut (8).

3. Fluiddruckzylinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bodenflächen der an beiden Kanten der Sensorbefestigungsnut (8) ausgebildeten Vorsprünge (8b) an ihrer Spitze in der Richtung geneigt sind, in der sie allmählich zum Äußeren der Nut hin geneigt sind, während die Schulterabschnitte (9c) des Paares von Beinabschnitten (9b) der Nutenabdeckung (9) in der Richtung geneigt sind, in der die Höhe ihrer Oberfläche nach außen hin abnimmt.

4. Fluiddruckzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die breitenseitigen Enden des Dichtabschnitts (9a) der Nutenabdeckung nach unten geneigt sind, so daß der Dicht­ abschnitt fest gegen die Außenfläche des Zylinderrohres (2) gepreßt werden kann.

5. Fluiddruckzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Abstand zwischen den Paaren von Beinen (9b) der Nutenabdeckung (9) ausgebildet ist, durch den eine Leitung (12) von dem Sensor (11) hindurchgeführt werden kann.