DE2939153C2

DE2939153C2 - Strömungsmittelbetriebener Linearantrieb für ein mit großem Hub geradlinig bewegtes Abtriebsglied

Info

Publication number: DE2939153C2
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: 1983-12-22
Also published as: DE2939153A1

Description

Die Erfindung betrifft einen strömungsmittelbetriebenen Linearantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I, der als doppeltwirkender, kolbenst.ingcnloser ^Wl Langhub-Zylinder ausgeführt ist.

Derartige Lincarantriebe — wenn sie als kolbenstangcnlose Langhub-Zylinder ausgebildet sind — ermöglichen einen großen Hub des geradlinig geführten Abtriebsglicdes, der nur geringfügig kleiner ist als die ^h' Baulänge des gesamten Antriebes.

Es sind bereits als kolbenstangenlose Langhub-Zylinder ausgeführte Linearanlriebc gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, bei denen die Kolbenbewegung mittels eines Stahlseiles (DE-GM 76 08 315) bzw. eines kunstsioffummantelten Stahlseiles (DE-OS 23 59 013) bzw. eines Stahlbandes (DE-PS 12 93 037; DE-OS 24 04 244; DE-OS 27 06 163) außerhalb des Zylinderrohres übertragen wird. Auch aus der DE-PS 9 52 308, dem D E-G M 18 97277 und der GB-PS 11 92 249 gehen solche Linearantriebe hervor. ^He eben erwähnten Langhub-Zylinder haben den gemeinsamen Nachteil, daß das am Kolben befestigte Zugmittel in den Zylinder-Druckraum eingeführt werden muß. wobei die beiden Durchführungsstellen hinsichtlich ihrer Abdichtung gegen den Austritt des Strömungsmittels erhebliche Probleme aufwerfen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Linearantrieb zu schaffen, dessen die Kolbenbewegung nach außen übertragendes Zugmittel nicht in den Zylinder-Druckrauin geführt werden muß, wodurch Leckverluste des im Zylinder-Druckraum befindlichen Strömungsmittels mit Sicherheit vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches I 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 Zylinckr-Druckraumes 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 zeigt

Fig. I 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 miltels 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. Die 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, jede Kolbenschcibc 9, 10 ist an ihrer, dem Zylinder-Druckraum zugekehrten Seite mit je einem Lippenring 24 bestückt. Die dem Zylincer- Druckraum abgekehrte Seite jeder KolbenSvheibe 9, 10 ist vorzugsweise mil einer gabelförmigen Führung 13 versehen, die eine drehbare Rolle 11 bzw. 12 aufnimmt.

Der Außendurchmesser der Rolle 11,12 ist so bemessen, daß sich die Rolle zusammen mil 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 verzugsweise ein an sich bekannter Hochleistungs-Flachriemen verwendet, weil für einen derartigen Flachriemen ein minimaler Riemenscheibendurchmesser von etwa 8 mm zugelassen werden kann. Handelsübliche Stahlseile erfordern eiaen Riemenscheibendurchmesser 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 F i g. 1 ersichtlich, wird das Zugmittel 4 über die Rollen 11, 12 und 16, 17 geleitet. Da der wirksame Außendurchmesser der Rolle 16, ti 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 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 F i g. 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 Doppelkolben nach rechts bewegt. Dabei bewegt sich das Abtriebsglied 19 nach links, bis es in seiner linken Endstellung angelangt ist. Wird jetzt nach erfolgter Umsteuerung das Strömungsmittel durch den Anschiußnippel 20 und weiter in den Zylinder-Druckraum 2 geleitet, so bewegt sich die Kolbenscheibe 9 und mit ihr der gesamte Doppelkolben π~Λ links, wobei das Antriebsglied 19 ausgehend von seiner I.nken Endlage nach rechts bewegt wird.

Bei 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-Druckräume optimal ausfällt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stromungsmittelbetriebener Linearantrieb bestehend aus einem langen Zylinderrohr mit darin beweglichem kolbenstangenlosen Kolben, dessen Bewegung mittels eines beidseitig am Kolben angelenkten, flexiblen Zugmittels außerhalb des Zylinderrohres übertragen wird, wobei das Zugmittel über zwei Rollen geleitet wird, die in je einem an jeder Stirnseite des Zylinderrohres vorgesehenen und fest mit dem Zylinderrohr verbundenen Abschlußteil drehbar gelagert sind und wobei ferner an dem Zugmittel ein Abtriebsglied befestigt ist. dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (1) an jeder außerhalb des Zylinder-Druckraumes (2,3) befindlichen Seite des Kolbens angelenkt ist.

2. Stromungsmittelbetriebener Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, däß im Zylinderrohr (4) zwei fest damit verbundene, mittels der Scheib«: (5) auf Abstand gehaltene Buchsen (6,7) vorgesehen sind, die das Zyiinderrohr (4) in zwei gleich große Kammern unterteilen.

3. Stromungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus zwei mittels der Stange (8) miteinander verbmdenen Kolbenscheiben (9, 10) besteht und daß die in den Kolbenscheiben (9, 10) und in den Buchsen (6, 7) befindlichen Dichtelemente zwei gegeneinander abgedichtete Zylinder-Druckräume (2,3) ermöglichen.

4. Strömu.-gsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Anbrüchen, dadurch gekennzeichnet, daß an der außerhalb des Zylinder-Druckraumes (2, 3) befindlichen Seite der Kolbenscheibe (9, 10) je eine drehoare Rolle (11, 12) vorgesehen ist. die vorzugsweise in einer gabelförmigen Führung (13) der Kolbenscheibe (9, 10) gelagert ist.

5. Stromungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Außendurchmesser jeder Rolle (16, 17) etwa doppell so groß wie d;r jeder Rolle (11,12) ist.

6. Stromungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Zugmittels (1) an je einem ges'.ellfest gelagerten Halleglied (18) befestigt sind.

7. Stromungsmittelbetriebener Linearantrieb nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsglied (19) längs einer Strecke bewegbar ist, die etwa doppelt so groß wie der Kolbenhub ist.