DE2939153A1

DE2939153A1 - Stroemungsmittelbetriebener linearantrieb fuer ein mit grossem hub geradlinig bewegtes abtriebsglied

Info

Publication number: DE2939153A1
Application number: DE19792939153
Authority: DE
Inventors: Horst 4811 Oerlinghausen Fenzl
Original assignee: Duerkoppwerke 4800 Bielefeld GmbH; Duerkoppwerke GmbH
Current assignee: Duerkopp Adler AG
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1981-04-16
Also published as: DE2939153C2

Description

Strömungsmittelbetriebener Linearantrieb für ein mit großem
liob geradlinig bewegtes Abtriebsglied Die Erfindung betrifft elnen strömungsmittelbetriebenen IJinearantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, der als dopj>eltwirkender, kolbenstangenloser Langhub-Zylinder ausgeführt ist.
])erartige Linearantriebe - wenn sie als kolbenstangenlose Langi0ub-Zylinder ausgebildet sind - crmöglichen einen großen Ilub des geradlinig geführten Abtricbsgliedes, der nur geringfügig kleiner ist als die 13aul'inge des gesamten Antriebes.
Ls sind bereits als kolbenstangenlose Langhub- Zylinder ausgeführte Linearantriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, bei denen die Kolbenbewegung mittels eines Stahlseiles (DGM 76 08 315) bzw. eines kunststoffummantelten Stahlseiles (DOS 23 59 oil 3) bzw. eines Stahlbandes (DBP 12 93 037; DOS 24 04 244; DOS 27 06 163) außerhalb des Zylinderrohres übertragen wird. Alle eben erwähnten Langhub-Zylinder haben den gemeinsamen Nachteil, daß das am Kolben befestigte 7,ugInittel in den Zylinder-Druckraum eingeführt werden muß, wobei die beiden Durchführungsstellen hinsichtlich ihrer Abdichtung gegen den Austritt des Ströinungsmittels erhebliche I'rohleme aufwerfen.
I)er im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen I,inearantrieb zu schaffen, dessen die Kolbenbewegung nach außen übertragendes Zugmittel nicht in den Zylinder-»ruckraum geführt werden muß, wodurch l,eckverlustc des im Zylinder-Druckraum befindlichen Strömungsmittels mit Sicherheit vermieden werden.
IBrfindungsgemtß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschriebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgehalten.
Die erfindungsgemäße Lösung ist dadurch gekennzeichnet.
daß der im Zylinder befindliche Kolben als sogenannter Doppelkolben ausgebildet ist, dessen beide Kolbenscheiben 9, 10 die äußere Begrenzung des jeweiligen Zylinder - Druc kraumes bilden. Damit ist es nunmehr möglich, das die Kolbenbewegung nach außen übertragende Zugmittel an der jeweils außerhalb des Zylinder- Druckraumes befindlichen Seite der betreffenden Kolbenscheibe 9, 10 anzulenken. Leckverluste des im Zylinder-Druckraum befindlichen Strömungsmittels werden durch die erfindungsgemäße Lösung von vornherein vermieden.
Deshalb ist der erfindungsgemäße Linearantrieb vorzugsweise für die Beaufschlagung mit einem flüssigen Strömungsmittel geeignet. Andererseits ist der Vorteil der vollkommenen Dichtigkeit des Langhub-Zylinders auch bei dessen Beaufschlagung mit einem gasförmigen Energieträger relevant.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Linearantriebes; Fig. 2 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Linearantriebes.
Mit der Bezugszahl 4 wird ein relativ langes Zylinderrohr bezeichnet, in dessen Mitte zwei mittels der Scheibe 5 auf Abstand gehaltene Buchsen 6, 7 angeordnet sind, die mittels der Anschlußnippel 20, 21 fest mit dem Zylinderrohr 4 verbunden sind. Die Buchsen 6, 7 sind mit Dichtungselementen bestückt; vorzugsweise mit mindestens je einem O-Ring 22 und je einem Lippenring 23. 1>ie plane Stirnseite des jeweils vom Strömungsmittel beaufschlagten Lippenringes 23 stützt sich gegen die Scheibe 5 ab, wodurch einwandfreie Abdichtung an der Berührungsstelle zwischen der Buchse 6, 7 und der Stange 8 erreicht wird. Die Stange 8 verbindet die beiden Kolbenscheiben 9, 10 zu einem Doppelkolben. lede Kolbenscheibe 9, 10 ist an ihrer, dem Zylinder-l)ruckrnum zugekehrten Seite mit je einem Lippenring 24 bestickt.
Die dem Zylinder-Druckraum abgekehrte Seite jeder Kolbenscheibe 9, 10 ist vorzugsweise mit einer gabelförmigen Führung 1 3 versehen, die eine drehbare Rolle 11 bzw. 12 aufnimmt. Der Außendurchmesser der Rolle 11, 12 ist so bemessen, daß sich die Rolle zusammen mit dem um sie herumgeführten Zugmittel 1 im Zylinderrohr frei bewegen kann. Das Zylinderrohr ist beidendig mit je einem Abschlußteil 14,15 fest verbunden. Im Abschlußteil 14, 15 ist je eine drehbare Rolle 16,17 gelagert. Außerdem ist im Abschlußteil 14, 15 je ein fest damit verbundenes Halteglied 18 untergebracht. Jedes Ende des Zugmittels 4 wird fest mit dem betreffenden Halteglied 18 verbunden, wodurch die Enden des Zugmittels 4 gestellfest gemacht wurden. Als Zugmittel wird vorzugsweise ein an sich bekannter Hoehleistungs -Flachriemen verwendet, weil für einen derartigen Flachriemen ein minimaler Riemenscheibendurchmesser von etwa 8 mm zugelassen werden kann. Handelsübliche Stahlseile erfordern einen ]tiemenscheibendurchmesser von etwa 40 bis 45 mm, der erst bei Langhub-Zylindern mit entsprechend großem Kolbendurchmesser vertretbar ist. Als Abwandlungen des hier beschriebenen Ausführungsbeispieles sind als Zugmittel auch ein Kunststoffseil bzw. eine Gliederkette verwendbar. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird das Zugmittel 4 Über die Rollen 11, 12 und 16, 17 geleitet.
Da der wirksame Außendurchmesser der Rolle 16, 17 etwa doppelt so groß ist wie der Außendurchmesser der Rolle 11, 12, legt das am Zugmittel 4 befestigte Abtriebsglied 19 einen Weg zurück, der etwa doppelt so groß ist wie der Kolbenhub. Die mit der Bewegungsübersetzung zwangsläufig auftretende Verringerung der vom Abtriebsglied 19 ausgeübten Kraft kann durch geringfügige Vergrößerung des Kolbendurchmessers kompensiert werden, da bekanntlich die vom Kolben auf das Zugmittel 4 übertragene Kraft quadratisch mit dem Kolbendurchmesser wächst. Andererseits bringt ein geringerer Kolbenhub verglichen mit einem größeren Hub eine Verringerung des Abriebs der Dichtelemente mit sich, wodurch sich die Lebensdauer nicht unerheblich vergrößert.
Die Wirkungsweise des Linearantriebes beruht auf der wechselseitigen Strömungsmittel-Beaufschlagung des Zylinder-Druckraumes 2 bzw. 3, die mittels üblicher Steuergeräte vorgenommen wird. Wie aus Fig. 1 zu ersehen, befindet sich das Abtriebsglied 19 in seiner rechten Endlage.
Wird das Strömungsmittel durch den Anschlußnippel 21 und weiter in den Zylinder-Druckraum 3 geleitet, so wird die Kolbenscheibe 10 und mit ihr der gesamte Doppclkolben nach rechts bewegt. Dabei bewegt sich das Abtriebsglied 19 nach links, bis es in seiner linken End6tellung angelangt ist.
Wird jetzt nach erfolgter Umsteuerung das Strömungsmittel durch den Anschlußnippel 20 und weiter in den Zylinder-Druckraum 2 geleitet, so bewegt sich die Kolbenscheibe 9 und mit ihr der gesamte Doppelkolben nach links, wobei das Abtriebsglied 19 ausgehend von seiner linken Endlage nach rechts bewegt wird.
nei dem erfindungsgemäßen Linearantrieb wird durch die Doppelkolben-Anordnung die Hereinführung des Zugmittels in den Zylinder-Druckraum 2, 3 vermieden. Damit werden sonst unvermeidbare Dichtprobleme von vornherein eliminiert. Durch geeignete Abluftdrosselung wird eine definierte Bremswirkung am Ende der Kolbenbewegung erreicht, die wegen der vollkommenen Dichtigkeit der Zylinder-Druekräume optimal ausfällt. Leerseite

Claims

Patentansprüche: L Strömungsmittelbetriebener Linearantrieb bestehend aus einem langen Zylinderrohr mit darin beweglichem kolbenstangenlosen Kolben, dessen Bewegung mittels eines beidseitig am Kolben angelenkten Zugmitteltriebes außerhalb des Zylinderrohres übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (1) an jeder der außerhalb des Zylinder-Druekraumes (2, 3) befindlichen Seite des Kolbens angelenkt ist.
2. Ströniungsnittelbetriebener Linearantrieb nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Zylinderrohr (4) zwei fest damit verbundene, mittels der Scheibe (5) auf Abstand gehaltene Buchsen (6, 7) vorgesehen sind, die das Zylinderrohr (4) in zwei gleich große Kammern unterteilen.
3. Strömungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus zwei mittels der Stange (8) miteinander verbundenen Kolbenscheiben (9,10) besteht und daß die in den Kolbenscheiben (9, 10) und in den Buchsen (6, 7) befindlichen Dichtelemente zwei gegeneinander abge -dichtete Zylinder-Druckräume (2, 3) ermöglichen.
4. Strörnungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an der außerhalb des Zylinder-Druckraumes (2, 3) befindlichen Seite der Kolbenscheibe (9,10) je eine drehbare Rolle (11, 12) vorgesehen ist, die vorzugsweise in einer gabelförmigen Führung (13) der Kolbenscheibe (9,10) gelagert ist.
5. Strömungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Zylinderrohres (4) je ein fest mit dem Zylinderrohr (4) verbundenes Abschlußteil (14, 15) vorgesehen ist, das je eine drehbare Rolle (16, 17) aufnimmt, deren wirksamer Außendurchmesser etwa doppelt so groß wie der der Rolle (11, 1 2) ist.
6. Strömungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung der Kolbenbewegung ein hochflexibles Zugmittel vorgesehen ist, dessen Enden an je einem gestellfest gelagerten lialteglied (18) befestigt ist.
7. Strömungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem über die Rollen (11,12) und (16,17) geleiteten Zugmittel (1) das Abtriebsglied (19) befestigt ist, das längs einer Strecke bewegt wird, die etwa doppelt so groß ist wie der Kolbenhub.