DE2407989A1

DE2407989A1 - Arbeitszylinder fuer pneumatische oder hydraulische druckmedien

Info

Publication number: DE2407989A1
Application number: DE19742407989
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Ruedle
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1974-02-20
Filing date: 1974-02-20
Publication date: 1975-08-28
Also published as: DE2407989C2

Description

Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Druckmedien Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Druckinedien, in de ein Kolben in axialer Richtung geradlinig hin- und hergehend geführt ist, und dessen Bewegung jeweils bei seinem Eintreffen in einer der beiden Endlagen durch Betätigung von Endschaltern umgesteuert wird, die den Zulauf des Arbeitsmediums zum Zylinder steuern.
Für die wegabhängige Umsteuerung der kolbenbewegung ist es bekannt, als Endschalter in jeder der beiden Endlagen des Kolbens außerhalb des Zylinderrohres sogenannte Reed-Schalter anzubringen. Es handelt sich dabei um Schalter, deren Rontaktfedersätze in ein Glasrohr eingeschmolzen sind, und die berührungslos bei Vorbeibewegung eines Magneten geschaltet werden. Der Magnet ist im oder am Kolben angebracht, so daß eine Betätigung des jeweiligen Reed-chalters erfolgt, sobald der Kolben in den Schaltbereich des Reed-Schalters kommt. Um das Magnetfeld zu intensivieren und nicht abzuschirmen, ist es nicht möglich, das Zylinderrohr aus Stahl herzustellen. Die bekannten Ausführungsarten, bei denen aus diesem Grunde das Zylinderrohr aus Messing besteht, haben den Nachteil, daß sowohl die Herstellung des Zylinders als auch die erstellung des Kolbens recht aufwendig und damit teuer ist. Da bei dem Reed-Schalter eine mechanische Bewegung der Kontakte stattfindet, arbeiten diese Schalter nicht völlig verschleißfrei.
Weiterhin ist es bekannt, als Endschalter mechanisch betätigbare Endschalter vorzusehen, die aber einem noch größeren Verschleiß unterliegen, als die Reed-Schalter.
Aus allen diesen Gründen sind solche Anordnungen für bestimmte Anwendungsfälle nicht geeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnung eine Arbeitszylinderanordnung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Signalabgabe für die Umsteuerung kontaktlos und damit verschleißfrei erfolgt,und daß außerdem die .unordnung preiswert herstellbar ist und bessere Betriebseigenschaften als die bekannten Anordnungen aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein Teil des Kolbens aus ferromagnetischem werkstoff und der Zylindermantel aus nichtferromagnetischem werkstoff besteht und daß als Endschalter außerhalb des Zylinders in jeder Endlage des Kolbens ein induktiv arbeitendes elektrisches Schaltglied als sogenannter onduktiver Näherungsschalter vorgesehen ist.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der erfindung kann vorgesehen sein, daß der aus ferromagnetischem Werkstoff bestehende Teil des kolbens aus einer am Kolben befestigten Stahlscheibe besteht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Zylindermantel aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.
Gegenüber der Verwendung der Reed-chalter als Sndschalter bietet der erfindungsgemäße Vorschlag den Vorteil, daß der Kolben nicht mehr mit einem Magneten versehen sein muß, wodurch eine wesentlich kostengünstigere Herstellung ermöglicht wird. Die Verwendung der induktiv arbeitenden elektrischen Schaltglieder ermöglicht es, die bekannten Vorteile einer elektronischen Maschinensteuerung auch auf eine wegabhängige Zylindersteuerung zu übertragen. Diese Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß die Schaltanordnung infolge des Fehlens mechanisch bewegter Teile völlig verschleißSei ist. Die Stahlscheibe, die beispielsweise als ferromagnetisch wirkendes Teil am Kolben befestigt sein kann, ist einfach und kostengünstig anbringbar. Ein besonders zuverlässiges Ansprechen des induktiv arbeitenden elektrischen Schaltgliedes wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verwendung eines glasfaserverstärkten Kunststoffrohres als Zylinderinantel ermöglicht. Diese Materialwahl hat weiterhin den Vorteil, daß kein zusätzlicher Rostschutz erforderlich ist, und der kolben gute Gleiteigenschaften und gute Notlaufeigenschaften auf der Innenwandung des Zylindermantels aufweist.
Gegenüber wegabhängigen Zylindersteuerungsanordnungen mit elektrischen Endschaltern kommt der Vorteil hinzu, daß die integrale Bauweise der induktiv arbeitenden elektrischen Schaltglieder an der Außenseite des Zylinders platzsparend ist und weniger empfindlich ist gegen Kühlmittel und sonstige äußeren Einflüsse. Da der Kolben selbst als Betätigungseinrichtung des induktiv arbeitenden elektrischen Schaltgliedes dient, können kostenaufwendige Schaltgestänge und Nocken zur Betätigung der Endschalter eingespart werden.
In der Zeichnung ist ein wusführungsbeispiel des Uegenstandes der erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung axial durch einen Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Druckmedien; Fig, 2 eine jeitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 1, Ein insgesamt mit 1 bezeichneter Arbeitszylinder für hydraulische oder pneumatische Druckmedien enthält einen Kolben 2, der in dem Zylinder 1 in axialer Richtung geradlinig hin und her gehend geführt ist. Der Kolben 2 ist an einer Kolbenstange 3 angebracht. Die hin und her gehende Bewegung des Kolbens 2 erfolgt dadurch, daß die auf der einen Seite bzw. der anderen weite des Kolbens befindliche Zylinderkammer 4 bzw. 5 mit Druckmedium beaufschlagt wird, und die a«ells gerade nicht mit Druckmedium beaufschlagte Zylinderkammer entlüftet und entweder mit einem Sammelbehält er oder mit der Außenluft verbunden wird. Die Zufuhr des Druckmediums bzw. die Entlüftung erfolgt über Anschlüsse 6 bzw. 7 und 8 bzw0 9. All dies ist bekannt und soll hier nur in kurzen Zügen des besseren Verständisses wegen beschrieben werden.
Der Zufluß bzw. der Abfluß des Arbeitsmediums zu den Zylinderkammern 4 bzw. 5 bzw. aus den Zylinderkammern 4 bzw. 5 wird durch Elektromagnetventile (nicht dargestellt) betätigt. Die Umsteuerung des Kolbens, d.h. die Steuerung der Ventile erfolgt durch Hubabtastung über den Kolben mit Hilfe von Geräten, deren Schaltfunktion durch das Zylinderrohr hindurch ausgelöst wird. Im vorliegenden Falle erfolgt die Steuerung der Elektromagnetventile durch Endschalter lo und 11, die lediglich schematisch dargestellt sind. Die Endschalter lo und 11 - sogenannte induktive Näherungsschalter - sind als induktiv arbeitende elektrische Schaltglieder ausgebildet, die dann ein Signal abgeben, wenn eine an dem Kolben 2 angebrachte Stahlscheibe 12 in den Bereich des Schaltgliedes lo bzw. 11 kommt bzw.
an diesem Schaltglied vorbeibewegt wird. Jeder Schalter besteht im wesentlichen aus einem mit hoher Frequenz betriebenen Oszillator, der bei Annäherung eines elektrisch leitenden Metallteiles gedämpft wird. Der so abgedeckte Initiator nimmt chwingungsenergie auf 1 ist also niederohmig (vergleichbar einem geschlossenen Kontakt). Die Änderung des Innenwiderstandes wird zur Steuerung einer nachgeschalteten Transistor-Triggerschaltung benutzt.
Der Zylindermantel 13 des Arbeitszylinders 1 besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die induktiv arbeitenden elektrischen Schaltglieder mittels des Zugankers 14, der eine Öffnung 15 in einem Zylinderdeckel 16 und eine Nase 19 am Gehäuse des Schaltgliedes durchfaßt, befestigbar0 Die Schaltglieder 1o bzw. 11 sind in Gehäusen 17 untergebracht, an denen sich Kabeleinführungen 18 für die Anbringung der erforderlichen elektrischen Leitungen befinden.
Für die Erfindung ist es also notwendig, daß der Kolben teilweise aus einem metallischen Werkstoff besteht, daß das Zylinderrohr aus kleinem metallischen Werkstoff bestehen darf, da dies für die Dämpfung des Oszillators schon ausreicht, und daß die Ausgangsschaltung der jeweiligen Stromart und Spannung angepaßt werden muß.

Claims

Ansprüche

9 Arbeitszylinder für pneumatische oder hydraulische Druckinedien, in dem ein holben in axialer Richtung geradlinig hin und her gehend geführt ist und dessen Bewegung jeweils bei seinem Eintreffen in einer der beiden Endlagen durch Betätigung von Endschaltern umgesteuert wird, die den Zulauf des Arbeitsmediums zum Zylinder steuern. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Kolbens (2) aus ferromagnetischem Werkstoff und der Zylindermantel (13) aus nichtferromagnetischem Werkstoff besteht, und daß als endschalter außerhalb des Arbeitszylinders in jeder Endlage des Kolbens (2) ein induktiv arbeitendes elektrisches Schaltglied (1o,11) als sogenannter induktiver Näherungsschalter vorgesehen ist.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder (1o,11) fusses am Zylinder (1) befestigt sind.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Endlage des Kolbens (2) ein Schaltglied (1o,11) zugeordnet ist, das jeweils aussen am Zylinder im Bereich der betreffenden endlage d.h. dieser gegenüberliegend, angeordnet ist.
4. Arbeitszylinder nach einem der ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der aus ferromagnetischem werkstoff bestehende Teil des Kolbens (2) durch eine am Kolben befestigte Stahlscheibe (12) gebildet wird.
5. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel (13) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.
6o Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder jeweils aus einem mit hoher Frequenz betriebenen Oszillator bestehen, der bei Annäherung des mit dem Kolben verbundenen elektrisch leitenden Metallteiles gedämpft wird, wobei die Änderung des Innenwiderstandes zur Steuerung einer nachgeschalteten Transistor-Triggerschaltung benutzt wird.
7. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder mittels eines der Zuganker am Zylinder befestigt sind, der eine Nase des Schaltgliedes durchgreift.