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(11) |
EP 0 572 774 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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07.02.1996 Patentblatt 1996/06 |
| (22) |
Anmeldetag: 24.03.1993 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)6: F15B 15/14 |
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Gehäuse für einen Arbeitszylinder
Housing for a power cylinder
Boîtier pour un vérin de travail
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE ES FR IT |
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Priorität: |
04.06.1992 DE 9207582 U
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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08.12.1993 Patentblatt 1993/49 |
| (73) |
Patentinhaber: Festo KG |
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D-73734 Esslingen (DE) |
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Erfinder: |
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- Stoll, Kurt
W-7300 Esslingen (DE)
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Vertreter: Abel, Martin, Dipl.-Ing. et al |
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Patentanwälte Dipl.-Ing. R. Magenbauer
Dipl.-Phys. Dr. O. Reimold
Dipl.-Phys. Dr. H. Vetter
Dipl.-Ing. M. Abel
Hölderlinweg 58 D-73728 Esslingen D-73728 Esslingen (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 176 212 DE-U- 8 204 795 US-A- 4 207 807 US-A- 4 884 493
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EP-A- 0 384 948 GB-A- 2 203 215 US-A- 4 867 044 US-A- 4 971 846
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Arbeitszylinder, mit einem Zylinderrohr,
das aus einem Innenrohr und einem das Innenrohr radial außen unter unmittelbarem Kontakt
fest umschließenden, koaxial angeordneten Außenrohr besteht, wobei das Innenrohr ein
Metallrohr und das Außenrohr ein Kunststoffrohr ist.
[0002] Ein derartiges Gehäuse geht aus der US-A-4 884 493 hervor. Dessen Festigkeit wird
durch das Außenrohr bestimmt, das aus einem Verbundfasermaterial besteht und eine
Vielzahl gewundener Fasern umfaßt. Da das Material relativ porös ist, befindet sich
innerhalb des Außenrohres ein aus Metall bestehendes Innenrohr, welches die notwendige
Fluiddichtheit gewährleistet.
[0003] Der Faseraufbau des Außenrohres ermöglicht zwar bei geringem Gewicht eine hohe Festigkeit,
ist jedoch mit einer verhältnismäßig aufwendigen und daher kostenintensiven Herstellungsweise
verbunden. Das Innenrohr scheint auf die Festigkeit wenig Einfluß zu nehmen und, abgesehen
von der Abdichtungsfunktion, nur als Träger für das Fasermaterial zu fungieren.
[0004] Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 82 04 795.5 geht ein Gehäuse hervor, daß über
ein gute Gleiteigenschaften gewährleistendes Innenrohr aus Kunststoffmaterial verfügt,
das zur Verbesserung der Schlagfestigkeit von einem Außenrohr aus Metall umhüllt ist.
Hier hat es sich jedoch als problematisch herausgestellt, dauerhaft eine qualitativ
hochwertige Oberflächengüte im Bereich der Innenoberfläche des Kunststoffrohres zur
Verfügung zu stellen, an der im Betrieb ein Kolben entlang gleitet. Auch sind an die
Herstellungsgenauigkeit des metallischen Außenrohres hohe Anforderungen gestellt,
da sich das eingesetzte Kunststoffrohr an die Innenkontur des Außenrohres anschmiegt
und diese praktisch übernimmt. Dadurch kann es unter anderem Schwierigkeiten bereiten,
bei relativ dünnen Metallrohren im Bereich des Außenumfanges Befestigungseinrichtungen
für der Positionsabfrage dienende Sensoren anzubringen, da entsprechende Maßnahmen
sich negativ auf die Konturgenauigkeit auswirken können.
[0005] Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gehäuse der eingangs genannten
Art zu schaffen, das bei Einhaltung geringer Wandstärken und Ermöglichung vielfältiger
Konturierungen des Außenumfangsbereiches eine hohe Verschleißfestigkeit und Gestalttreue
im Laufbereich des Kolbens bietet.
[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das das Außenrohr bildende Kunststoffrohr
aus unverstärktem Kunststoffmaterial besteht.
[0007] Auf diese Weise besteht die den Laufbereich für den Kolben bildende Innenoberfläche
des Zylinderrohres weiterhin aus äußerst verschleißfestem und gestalttreuem Material,
das sich auch hinsichtlich der Rauhtiefen problemlos innerhalb der notwendigen Werte
halten läßt. Das die Innenoberfläche bildende Metallrohr ist auch maßgeblich für die
Festigkeit des Gehäuses verantwortlich. Für das umhüllende Außenrohr läßt sich demzufolge
festigkeitsmäßig geringerwertiges Kunststoffmaterial verwenden, zumal es auch keiner
dynamischen Belastung ausgesetzt ist und deshalb an die Abriebfestigkeit keine hohen
Anforderungen gestellt werden müssen. Gleichwohl ermöglicht die Verwendung von Kunststoffmaterial
für das Außenrohr eine vielfältige Konturierung des Außenumfanges mit geringem Aufwand,
so daß sich beispielsweise problemlos Befestigungsnuten für Sensoren vorsehen lassen.
Letzteres führt in Verbindung mit den realisierbaren geringen Wandstärken dazu, daß
sich sehr zuverlässige Positionsabfragen hinsichtlich des Kolbens durchführen lassen,
der in diesem Falle einen Permanentmagneten trägt, dessen Magnetfeld durch die Wandung
des Zylinderrohres nach außen abstrahlt und den magnetfeldempfindlichen Sensor zu
betätigen vermag.
[0008] Es ist zwar bereits bekannt, Zylinderrohre insgesamt aus Kunststoffmaterial herzustellen,
und es wird insofern auf die DE 30 20 390 C2 verwiesen. Dort ist es aber unumgänglich,
eine gleichmäßige Wandstärke des Zylinderrohres über den gesamten Umfang einzuhalten,
da eventuelle Anformungen die Maßhaltigkeit der Innenkontur beeinträchtigen würden,
mit der der Kolben unmittelbar zusammenarbeitet. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
liegt eine derartige Beeinträchtigung nicht vor.
[0009] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
[0010] Zweckmäßigerweise sind das Innenrohr und/oder das Außenrohr des Zylinderrohres als
Strangpreßteile ausgebildet, womit sich problemlos beliebige Konturen verwirklichen
lassen.
[0011] Das Gehäuse verfügt ferner zweckmäßigerweise über stirnseitig am Zylinderrohr angeordnete
Zylinderdeckel, die vollständig aus Kunststoffmaterial bestehen, bei dem es sich ebenfalls
um einen unverstärkten Kunststoff handeln kann. Die Verbindung mit dem Zylinderrohr
erfolgt dabei unmittelbar zwischen dem Zylinderdeckel und dem Außenrohr, und neben
einer Schnapp- bzw. Rastverbindung oder einer Schweißverbindung kann mindestens ein
Zylinderdeckel insbesondere auch einstückig mit dem Außenrohr ausgebildet sein. Es
ergibt sich dadurch ein Gehäuse mit einer sehr geringen Anzahl von Bestandteilen,
auch eine eventuell notwendige Befestigungspartie zur Festlegung des Gehäuses kann
unmittelbar an einen der aus Kunststoffmaterial bestehenden Zylinderdeckel angeformt
sein.
[0012] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen:
- Fig. 1
- eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Gehäuses in Seitenansicht, wobei der oberhalb
der Mittellinie liegende Bereich durch einen Längsschnitt aufgebrochen ist, und wobei
das Gehäuse einen Bestandteil eines fertigen Arbeitszylinders darstellt, indem es
noch einen Kolben und eine Kolbenstange führt,
- Fig. 2
- einen vergrößerter Ausschnitt des zylinderdeckelseitigen Endbereiches einer weiteren
Bauform des Gehäuses im Längsschnitt und
- Fig. 3
- ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuses im Querschnitt, wobei strichpunktiert
ein in einer Befestigungsnut sitzender Sensor für die Positionsabfrage eines Kolbens
angedeutet ist.
[0013] In Fig. 1 ist ein insbesondere pneumatisch betätigbarer Arbeitszylinder 1 dargestellt,
bei dem eine erste Bauform eines Gehäuses 2 verwirklicht ist. Letzteres verfügt über
ein Zylinderrohr 3 mit beispielsgemäß kreisförmiger Querschnittskontur, das an beiden
Stirnseiten durch jeweils einen Zylinderdeckel 4,5 verschlossen ist. Der vom Zylinderrohr
3 und den beiden Zylinderdeckeln 4,5 umgrenzte Gehäuseraum 6 ist zur axial verschiebbaren
Aufnahme eines Kolbens 7 geeignet, der beispielsgemäß mit einer Kolbenstange 8 versehen
ist. Letztere erstreckt sich ausgehend vom Kolben 7 koaxial durch den Gehäuseraum
6 in Richtung zu einem der Zylinderdeckel 4, welcher über eine Durchführöffnung 9
verfügt, durch die hindurch die Kolbenstange 8 nach außen ragt. Zur Führung und/oder
Abdichtung zwischen Kolbenstange 8 und Durchführöffnung 9 ist in letztere zweckmäßigerweise
eine schematisch angedeutete Führungs- und/oder Dichtungsanordnung 13 eingesetzt.
[0014] Prinzipiell könnte es sich um eine durchgehende Kolbenstange 8 handeln, die auch
den zweiten Zylinderdeckel 5 vergleichbar dem ersten Zylinderdeckel 4 durchdringt.
Beispielsgemäß ist jedoch die eine (14) der beiden vom Kolben 7 im Gehäuseraum 6 voneinander
abgeteilten Arbeitskammern 14,15 kolbenstangenlos, so daß der zugeordnete Zylinderdeckel
5 mit Ausnahme einer Anschlußöffnung 16 über eine geschlossene Wand verfügt. Besagte
Anschlußöffnung 16 mündet in die Arbeitskammer 14, wie dies auch für eine Anschlußöffnung
17 im ersten Zylinderdeckel 4 in bezug auf die Arbeitskammer 15 zutrifft. Die Anschlußöffnungen
16,17 erlauben das Anschließen geeigneter Verbindungsleitungen, um Druckmittel zu-
bzw. abzuführen und dadurch den Kolben 7 mit seiner Kolbenstange 8 in Richtung der
Gehäuse-Längsachse 18 hin und her zu bewegen.
[0015] Das Zylinderrohr 3 setzt sich aus zwei Rohrelementen zusammen, und zwar aus einem
Innenrohr 23 und einem dieses im Bereich seiner äußeren Mantelfläche unter unmittelbarem
Kontakt fest umschließenden Außenrohr 24. Außenrohr 24 und Innenrohr 23 sind demgemäß
koaxial und konzentrisch zueinander angeordnet.
[0016] Das Innenrohr 23 besteht aus Metall mit hoher Abriebfestigkeit, wobei beim Ausführungsbeispiel
als Werkstoff nichtrostender Stahl bzw. Edelstahl zur Anwendung kommt. Dieser Werkstoff
erlaubt auch die Einhaltung sehr geringer Wandstärken, ohne Festigkeitsnachteile eingehen
zu müssen. Das somit vorliegende Metallrohr 26 läßt sich mit relativ geringem Aufwand
sehr maßhaltig und mit äußerst geringen Toleranzen herstellen, auch die vom Kolben
7 bei seiner Bewegung überstrichene Innenoberfläche 25 läßt sich sehr exakt bearbeiten
und mit einer extrem geringen Oberflächenrauhigkeit ausstatten, so daß ein leichtgängiger
und verschleißarmer Lauf des Kolbens 7 gewährleistet ist. Bevorzugt handelt es sich
bei dem als Metallrohr 26 ausgebildeten Innenrohr 23 um ein auf das gewünschte Längenmaß
abgelängtes Strangpreßteil, das unmittelbar bei der Herstellung durch geeignete Kalibriermaßnahmen
die gewünschte Endform aufweisen kann. Bei Bedarf ist es allerdings problemlos möglich,
Fein-Nacharbeiten hinsichtlich der Innenoberfläche 25 anzuschließen, beispielsweise
durch Honen.
[0017] Das Innenrohr 23 ist beim Ausführungsbeispiel über seine gesamte axiale Länge von
dem Außenrohr 24 umschlossen, bevorzugt sind beide Rohre gleich lang, so daß sie bündig
miteinander enden. Bei dem Außenrohr 24 handelt es sich um ein Kunststoffrohr 27,
das aus vorzugsweise unverstärktem Kunststoffmaterial besteht, welches relativ kostengünstig
ist. Eine Verstärkung ist nicht erforderlich, da die Festigkeit des Zylinderrohres
3 maßgeblich von dem Metallrohr 26 bestimmt wird. Dennoch wird man auch das Außenrohr
24 in die Festigkeitfunktion miteinbeziehen, um die Gesamtwandstärke des Zylinderrohres
3 so gering wie möglich auszubilden. Auch bei dem Außenrohr 24 handelt es sich vorzugsweise
um ein auf die gewünschte Länge zugeschnittenes Strangpreßteil oder Extrudierteil,
wobei die an die Maßhaltigkeit zu stellenden Anforderungen niedriger sein können,
da von ihm keine Führungsfunktion in bezug auf den Kolben 7 ausgeübt wird. Im Normalfall
wird der auf das Außenrohr entfallende Wanddickenanteil des Zylinderrohres 3 größer
sein als der auf das metallische Innenrohr 23 entfallende.
[0018] Es ist vorgesehen, daß sich das Außenrohr 24 und das Innenrohr 23 mit den einander
zugewandten Umfangsflächen unmittelbar berühren. Auch ohne Hilfsmittel sind die beiden
Rohre 23,24 dabei sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung relativ zueinander
festgelegt. Erreicht wird dies beispielsgemäß durch Maßnahmen, die ein radiales Verspannen
zwischen den aufeinander aufgezogenen Rohren 23,24 bewirken.
[0019] Um Vorgenanntes zu erreichen, können Innenrohr 23 und Außenrohr 24 prinzipiell im
kalten Zustand axial ineinander eingepreßt sein. Vorzugsweise wird der relative Halt
allerdings durch einen sogenannten Schrumpfsitz gewährleistet, was beim Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Hierbei liegen das Außenrohr 24 und das Innenrohr 23 zunächst in getrenntem
Zustand vor, wobei der Innendurchmesser des als Außenrohr 24 vorgesehenen Kunststoffrohres
27 etwas geringer ist als der Außendurchmesser des als Innenrohr vorgesehenen Metallrohres.
Sodann wird das Kunststoffrohr 27 erwärmt, bis eine Ausdehnung erreicht ist, die ein
problemloses Einführen des Metallrohres 26 gestattet. Hierbei werden beispielsweise
Gesamttoleranzen zwischen dem Außendurchmesser des Metallrohres 26 und dem Innendurchmesser
des Kunststoffrohres 27 in Höhe von etwa 0,5 mm überbrückt. Handelt es sich bei dem
Kunststoffmaterial des Kunststoffrohres 27 um Polyoxymethylen (POM), läßt sich durch
eine Erwärmung auf 160° C in etwa eine Aufweitung um ca. 0,6 mm erzielen, wenn man
von einem Zylinderrohr-Nenndurchmesser zwischen 32 und 40 mm ausgeht, so daß eine
Montage ohne Mühe möglich ist. Infolge einer besseren Maßhaltigkeit können bei anderen
Kunststoffmaterialen die zu überbrückenden Toleranzen auch geringer sein. Dies ist
beispielsweise der Fall, wenn man das Außenrohr aus Polyvinylchlorid (PVC) herstellt.
Jedenfalls wird das Innenrohr 23 nach dem Abkühlen des aufgeschobenen Außenrohres
24 von letzterem fest umklammert oder umspannt.
[0020] Prinzipiell wäre es auch möglich, ein Metallrohr 26 und ein Kunststoffrohr 27 gleichzeitig
zu extrudieren bzw. strangzupressen, und zwar derart, daß beide Rohre unmittelbar
ineinander extrudiert werden. Im Rahmen dieses koaxialen Extrudierens ergibt sich
dann ein Rohr-im-Rohr-Strang mit äußerem Kunststoffrohr und metallischem Innenrohr,
der nur noch auf das Längenmaß des gewünschten Zylinderrohres 3 abgelängt werden muß.
[0021] Für die Gewichtseinsparung ist es von großem Vorteil, wenn mindestens einer der vorhandenen
Zylinderdeckel 4,5 ebenfalls aus Kunststoff besteht. Beispielsgemäß handelt es sich
bei beiden Zylinderdeckeln 4,5 um Kunststoffteile aus insbesondere unverstärktem Kunststoffmaterial.
Letzteres entspricht zweckmäßigerweise dem für das zugeordnete Außenrohr 24 verwendeten.
Damit keine aufwendigen, die Baubreite und/oder das Gewicht erhöhende Verbindungsmaßnahmen
erforderlich sind, ist es hierbei von Vorteil, wenn die Verbindung zwischen einem
jeweiligen Zylinderdeckel 4,5 und dem Zylinderrohr 3 wie beim Ausführungsbeispiel
eine unlösbare Verbindung ist.
[0022] Zwischen dem in Fig. 1 rechts gelegenen Zylinderdeckel 4 und dem Zylinderrohr 3 liegt
eine Schnappverbindung 28 vor. Ein hohlzylindrischer Fortsatz 29 des Zylinderdeckels
4 ist koaxial auf das Außenrohr 24 aufgesteckt und rastet mit einem nach radial innen
vorstehenden, insbesondere umlaufenden Rastvorsprung 33 in eine komplementäre Umfangsnut
34 des Außenrohres 24 ein. Alternativ oder ergänzend kann auch noch ein radial nach
außen ragender Ringvorsprung des Außenrohres 24 in eine entsprechende Rastvertiefung
am Innenumfang des Fortsatzes 29 eingreifen. Einmal aufgeschnappt, läßt sich die Schnappverbindung
28 nur durch Zerstörung eines der beiden miteinander verbundenen Teile lösen.
[0023] Auch im Falle des in Fig. 1 links abgebildeten Zylinderdeckels 5 fungiert als Verbindungspartner
des Zylinderrohres 3 dessen aus Kunststoff bestehendes Außenrohr 24. Allerdings liegt
hier eine Schweißverbindung 35, genauer: eine Reibschweißverbindung, vor. Wiederum
wird das Zylinderrohr 3 mit dem entsprechenden axialen Endbereich 36 in einen muffenartigen
Fortsatz 29' des Zylinderdeckels 5 eingesteckt, wobei es noch zusätzlich in eine ringförmige
Axialvertiefung 37 der sich an den Fortsatz 29' anschließenden Deckelpartie eintauchen
kann. Die Stirnseite 38 des Außenrohres 24 ist hierbei zweckmäßigerweise nach Art
einer umlaufenden Fase angeschrägt und liegt an einer komplementären Schrägfläche
39 am Grund der Axialvertiefung 37 an. Durch die Abschrägung ist praktisch die umlaufende
Außenkante des Außenrohres 24 gebrochen, und es ergibt sich eine im Vergleich zu stumpfem
Kontakt betragsmäßig größere Berührfläche. Dies ist wichtig für den Schweißvorgang,
da die Reibschweißverbindung 35 im Kontaktbereich zwischen der Stirnseite 38 und der
Schrägfläche 39 vorliegt.
[0024] Während es im Falle einer Schnappverbindung 28 zweckmäßig sein kann, insbesondere
axial zwischen dem Zylinderrohr 3 und dem Zylinderdeckel 4 eine Dichtung 40 vorzusehen,
erübrigen sich bei einer Schweißverbindung derartige Maßnahmen.
[0025] Auch im Falle des Gehäuses 2' der Fig. 2 wird keine Dichtung zwischen Zylinderrohr
3 und Zylinderdeckel 5' benötigt. Hier bilden ein Zylinderdeckel 5' und das Kunststoffrohr
27 eine einstückige Baueinheit, indem sie insbesondere im Rahmen eines Kunststoff-Spritzgießverfahrens
als ein einheitliches Bauteil hergestellt wurden. Die Innenmontage des Metallrohres
26 kann hierbei in einer Weise erfolgt sein, wie bereits anhand der Fig. 1 erläutert
wurde.
[0026] Vor allem, wenn beabsichtigt ist, eine berührungslose magnetische Positionsabfrage
des Kolbens vorzunehmen, sollte das Metallrohr 26 aus nichtmagnetisierbarem und unmagnetischem
Material bestehen, wie dies für den beispielsgemäß verwendeten Edelstahl zutrifft.
Im Zusammenhang mit einer Positionsabfrage ist es überdies vorteilhaft, das Zylinderrohr
3 in einer auf den Prinzipien der in Fig. 3 gezeigten Bauvariante basierenden Gestaltungsform
auszubilden. Gemäß Fig. 3 ist am Außenumfang, also im Bereich der äußeren Mantelfläche
41 des Außenrohres 24, eine in Richtung der Gehäuse-Längsachse 18 verlaufende Befestigungsnut
42 vorgesehen, die einstückig mit dem Außenrohr 24 ausgebildet ist und zur lösbaren
Halterung eines strichpunktiert angedeuteten Sensors 43 dient. Die Befestigungsnut
42 ist beispielsgemäß in einen gegenüber in Umfangsrichtung benachbarten Bereichen
der Mantelfläche 41 radial erhabenen rippenartigen Rohrvorsprung 44 eingelassen, der
sich in Längsrichtung des Außenrohres 24 erstreckt. Die Befestigungsnut 42 ist als
Schwalbenschwanznut ausgebildet, kann aber auch anders konturiert sein, beispielsweise
als T-Nut. Die axiale Länge der Befestigungsnut 42 und des gegebenenfalls vorhandenen
Rohrvorsprunges 44 kann derjenigen des Außenrohres 24 entsprechen oder ist so auf
die gesamte Gehäusegestaltung ausgelegt, daß sie sich lediglich bis zum Beginn der
Fortsätze 29,29' eventuell aufgesetzter Zylinderdeckel 4,5 erstreckt. Es versteht
sich, daß über den Umfang des Außenrohres 24 verteilt noch weitere, parallel verlaufende
Befestigungsnuten 42 vorgesehen sein können. Bei entsprechender Wanddicke des Außenrohres
24 kann die Befestigungsnut 42 ohne zusätzlichen Radialvorsprung unmittelbar in die
Wandung des Außenrohres 24 eingelassen sein.
[0027] Beim Einformen einer Befestigungsnut 42 und/oder beim Anformen eines Rohrvorsprunges
44 in bzw. an das Außenrohr 24 können hinsichtlich der Konturierung der Innenfläche
45 des Außenrohres 24 in dem der Befestigungsnut 42 bzw. dem Rohrvorsprung 44 radial
innen gegenüberliegenden Bereich der Innenfläche 45 des Außenrohres 24 Unregelmäßigkeiten
auftreten, die übertrieben strichpunktiert bei 46 angedeutet sind. Diese würden bei
unmittelbarer Führung eines Kolbens wegen der hervorgerufenen Unrundheit Funktionsbeeinträchtigungen
auslösen. Vorliegend ist dies nicht der Fall, da noch das Metallrohr 26 zwischengeschaltet
ist, welches die Unregelmäßigkeit 46 nicht auf seine Innenoberfläche 25 überträgt.
[0028] Aus Fig. 1 und 2 ist noch ersichtlich, daß an mindestens einem der Zylinderdeckel
5,5' noch eine Befestigungspartie 47 einstückig angeformt ist, die es ermöglicht,
das Gehäüse 2 am Einsatzort an einem dafür vorgesehenen Bauteil festzulegen. Im Falle
der Fig. 2 ergibt sich damit eine einstückige Ausbildung von Außenrohr 24, Zylinderdeckel
5' und Befestigungspartie 47, was bei geringer Anzahl von Bauteilen eine einfache
Fertigung ermöglicht. Die Befestigungspartie ist z.B. ein Auge und/oder ein Außengewinde.
[0029] Bei der Formgebung von Kunststoffbauteilen treten regelmäßig große Maßtoleranzen
auf. Sie belaufen sich bei einem Zylinderrohr mit Nenndurchmesser von 40 mm auf etwa
± 0,3 mm.
[0030] Diese werden bei erfindungsgemäßer Verwendung des zusätzlichen Metallrohres 26 problemlos
kompensiert. Indem das Außenrohr 24 aus Kunststoffmaterial besteht, bleibt für die
Gestaltung der Außenkontur ein sehr großer Spielraum, ohne nachteilige Auswirkungen
auf die Führungsgenauigkeit in bezug auf den Kolben 7.
[0031] Im Falle der Fig. 2 und 3 wurden bei entsprechenden Bauteilen gleiche Bezugsziffern
wie in der Fig. 1 verwendet.
1. Gehäuse für einen Arbeitszylinder (1), mit einem Zylinderrohr (3), das aus einem Innenrohr
(23) und einem das Innenrohr (23) radial außen unter unmittelbarem Kontakt fest umschließenden,
koaxial angeordneten Außenrohr (24) besteht, wobei das Innenrohr (23) ein Metallrohr
(26) und das Außenrohr (24) ein Kunststoffrohr (27) ist, dadurch gekennzeichnet, daß
das das Außenrohr (24) bildende Kunststoffrohr (27) aus unverstärktem Kunststoffmaterial
besteht.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (24) aus Polyvinylchlorid
(PVC) oder aus einem Polyacetal, insbesondere Polyoxymethylen (POM), besteht.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (23) aus
Edelstahl besteht.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr
(26) aus nichtmagnetisierbarem und/oder unmagnetischem Material besteht.
5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Kunststoffmaterial
bestehende Außenrohr (24) ein Strangpreßteil oder Extrudierteil ist.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Metall
bestehende Innenrohr (23) ein Strangpreßteil oder Extrudierteil ist.
7. Gehäuse nach Anspruch 6 in Verbindung mit Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zylinderrohr (3) aus simultan koaxial ineinander extrudierten Innen- und Außenrohren
(23,24) besteht.
8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Innenrohr (23)
und Außenrohr (24) axial ineinander eingepreßt sind.
9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im getrennten
Zustand der Innendurchmesser des Außenrohres (24) geringer ist als der Außendurchmesser
des Innenrohres (23), wobei das Innenrohr von dem zum Ineinandereinführen vorübergehend
erwärmten und dadurch kurzzeitig aufgeweiteten Außenrohr zweckmäßigerweise im Schrumpfsitz
fest umspannt ist.
10. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren
Mantelfläche (41) des aus Kunststoffmaterial bestehenden Außenrohres (24) mindestens
eine längs verlaufende und zur Sensorbefestigung geeignete Befestigungsnut (42) oder
ein Befestigungsvorsprung angeformt ist.
11. Gehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsnut (42) in
einem radial erhabenen rippenartigen Rohrvorsprung (44) oder unmittelbar in der Wandung
des Außenrohres (24) ausgebildet ist.
12. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr
(3) an mindestens einer und zweckmäßigerweise an beiden Stirnseiten mit einem aus
insbesondere unverstärktem Kunststoffmaterial bestehenden Zylinderdeckel (4,5,5')
versehen ist.
13. Gehäuse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (3) unlösbar
mit mindestens einem aus Kunststoffmaterial bestehenden Zylinderdeckel (4,5,5') verbunden
ist, beispielsweise mittels einer Schnapp- bzw. Rastverbindung (28) oder mittels einer
Schweißverbindung (35), insbesondere nach Art einer Reibschweißverbindung, oder durch
einstückiges Anformen, wobei seitens des Zylinderrohres (3) das aus Kunststoffmaterial
bestehende Außenrohr (24) den Verbindungspartner bildet.
14. Gehäuse nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein aus Kunststoff
bestehender Zylinderdeckel eine einstückig angeformte Befestigungspartie (47) zur
externen Festlegung des Gehäuses (2) aufweist.
1. Housing for an operating cylinder (1), with a cylinder tube (3) comprised of an inner
tube (23) and a coaxially-aligned outer tube (24) firmly surrounding the radial outside
of the inner tube (23) with direct contact, wherein the inner tube (23) is a metal
tube (26) and the outer tube (24) a plastic tube, characterized in that the plastic
tube (27) forming the outer tube (24) is made of unreinforced plastic material.
2. Housing according to claim 1, characterized in that the outer tube (24) is made of
polyvinylchloride (PVC) or of a polyacetal, in particular polyoxymethylene (POM).
3. Housing according to claim 1 or 2, characterized in that the inner tube (23) is made
of special steel.
4. Housing according to any of claims 1 to 3, characterized in that the metal tube (26)
is made of non-magnetizable and/or non-magnetic material.
5. Housing according to any of claims 1 to 4, characterized in that the outer tube (24)
of plastic material is an extrusion-moulded or extruded part.
6. Housing according to any of claims 1 to 5, characterized in that the inner tube (23)
made of metal is an extrusion-moulded or extruded part.
7. Housing according to claim 6 in conjunction with claim 5, characterized in that the
cylinder tube (3) is comprised of simultaneously coaxial inner and outer tubes (23,
24) extruded into one another.
8. Housing according to any of claims 1 to 6, characterized in that the inner tube (23)
and the outer tube (24) are pressed axially into one another.
9. Housing according to any of claims 1 to 6, characterized in that, in the separated
state, the inside diameter of the outer tube (24) is less than the outside diameter
of the inner tube (23), with the inner tube being firmly clamped, expediently in a
shrink-fit, by the outer tube which is temporarily heated and thereby temporarily
expanded for insertion into the former.
10. Housing according to any of claims 1 to 9, characterized in that at least one fixing
groove (42) or fixing projection running longitudinally and suitable for sensor mounting
is integrally moulded on to the outer surface (41) of the plastic outer tube (24).
11. Housing according to claim 10, characterized in that the fixing groove (42) is formed
directly in the wall of the outer tube (42) in a radially-raised, rib-like tube projection
(44).
12. Housing according to any of claims 1 to 11, characterized in that the cylinder tube
(3) is provided on at least one and expediently on both end faces with a cylinder
cover (4, 5, 5') made of in particular unreinforced plastic material.
13. Housing according to claim 12, characterized in that the cylinder tube (3) is permanently
joined to one or more of the cylinder covers (4, 5, 5') made of plastic material,
for example by means of a snap or catch connection (28) or by means of a welded joint
(35), in particular in the form of a friction welded joint, or by integral moulding
wherein on the cylinder tube (3) side the outer tube (24) made of plastic material
forms the connection partner.
14. Housing according to claim 12 or 13, characterized in that one or more cylinder covers
made of plastic has a one-piece integral mounting section (47) for external fixing
of the housing (2).
1. Boîtier destiné à un cylindre de travail (1), comprenant un tube formant cylindre
(3), constitué d'un tube intérieur (23) et d'un tube extérieur (24), disposé coaxialement,
entourant radialement à l'extérieur, de façon fixe et avec contact direct le tube
intérieur (23), le tube intérieur (23) étant un tube en métal (26) et le tube extérieur
(24) étant un tube en matière synthétique (27), caractérisé en ce que le tube en matière
synthétique (27) constituant le tube extérieur (24) est fabriqué en matière synthétique
non renforcée.
2. Boîtier selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube extérieur (24) est
constitué en chlorure de polyvinyle (PVC) ou en un polyacétal, en particulier en polyoxyméthylène
(POM).
3. Boîtier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube intérieur (23)
est constitué en acier spécial.
4. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube métallique
(26) est constitué en matériau non magnétisable et/ou non magnétique.
5. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tube extérieur
(24) en matière synthétique est une pièce extrudée.
6. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tube intérieur
(23) en métal est une pièce extrudée.
7. Boîtier selon la revendication 6, combinée avec la revendication 5, caractérisé en
ce que le tube formant cylindre (3) est constitué des tubes intérieur et extérieur
(23, 24) extrudés simultanément et coaxialement l'un dans l'autre.
8. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube intérieur
(23) et le tube extérieur (24) sont enfoncés axialement l'un dans l'autre.
9. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, à l'état séparé,
le diamètre intérieur du tube extérieur (24) est plus réduit que le diamètre extérieur
du tube intérieur (23), le tube intérieur étant avantageusement ajusté de façon serrée
par retrait par le tube extérieur, qui a été, pour l'introduction, temporairement
chauffé et donc élargi pendant un court instant.
10. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'est formée, sur
l'enveloppe extérieure (41) du tube extérieur (24) en matière synthétique, au moins
une rainure de fixation (42) s'étendant dans le sens de la longueur et adaptée à la
fixation d'un capteur, ou une saillie de fixation.
11. Boîtier selon la revendication 10, caractérisé en ce que la rainure de fixation (42)
est ménagée dans une saillie de tube (44), du type nervure, dépassant radialement,
ou directement dans la paroi du tube extérieur (24).
12. Boîtier selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le tube formant
cylindre (3) est pourvu, au moins sur l'une, et avantageusement sur les deux faces
frontales, d'un couvercle de cylindre (4, 5, 5'), constitué en particulier en matière
synthétique non-renforcée.
13. Boîtier selon la revendication 12, caractérisé en ce que le tube formant cylindre
(3) est relié de façon inamovible avec au moins un couvercle de cylindre (4, 5, 5')
en matière synthétique, par exemple au moyen d'une liaison encliquetable ou par enclenchement
(28), ou au moyen d'une soudure (35), en particulier d'une soudure par friction, ou
par formage monobloc, le tube extérieur (24) en matière synthétique jouant le rôle,
du côté du tube formant cylindre (3), de partenaire.
14. Boîtier selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'au moins un couvercle
de cylindre en matière synthétique présente une partie de fixation (47) solidaire,
destinée à la fixation externe du boîtier (2).
