AT4094U1 - Linearverstellantrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Linearverstellantrieb (1), insbesondere eine mit einem Druckmedium beaufschlagbare, doppelt wirkende Zylinder-Kolbeneinheit (2). Diese weist eine rohrförmige Kolbenstange (14) auf, die eine in einer Lageranordnung eines Endgehäuses (9) drehbar gelagerte Gewindespindel (28) konzentrisch umfaßt und mit dieser in Gewindeeingriff steht und die mit einer schaltbaren Sperranordnung (3) zur Blockierung der Drehbewegung zusammenwirkt. In dem stirnseitig am Zylindermantel (4) angeordneten Endgehäuse (9) ist in einer zu einer Zylinderlängsmittelachse (22) senkrecht verlaufenden Bohrung (36) ein mit dem Druckmedium beaufschlagbarer Sperrkolben (37) verstellbar angeordnet, der mit einem der Zylinderlängsmittelachse (22) zugewandten Sperrfortsatz (38) in Sperrstellung in zumindest eine am Umfang der Gewindespindel (28) bzw. einer mit dieser drehfest verbundenen Sperrhülse (33) angeordnete Sperraufnahme (39) ragt.

Description

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  Die Erfindung betrifft einen Linearverstellantrieb, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben. 



  Vielfach ist es erforderlich, einen Linearverstellantrieb in Zwischenstellungen zu positionieren, damit diese Stellung auch bei Auftreten äusserer Kräfte verlässlich gehalten und eine selbsttätige Verstellung unterbunden wird. Ein derartiger Linearverstellantrieb ist als mit einem Druckmedium beaufschlagter, doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit Sperrvorrichtung aus der US 4,481,864 A bekannt, bei dem eine rohrförmige Kolbenstange als Arbeitskolben ausgebildet ist und in einem Druckzylinder verdrehgesichert durch Druckbeaufschlagung durch ein Medium linear verstellbar angeordnet ist. In der Kolbenstange und mit dieser bewegungsverbunden ist eine Gewindespindel angeordnet, die mit einer Spindelmutter in Gewindeeingriff steht.

   Die Spindelmutter ist Teil eines die Gewindespindel umfassenden Drehteils, der in einem Endgehäuse des Druckzylinders drehbar gelagert ist und auf dem ein Zahnrad drehfest angeordnet ist, mit dem eine schaltbare Klinkenanordnung zur Blockierung der Drehbewegung in Eingriff bringbar ist. Bei einer Linearverstellung des gegen Verdrehung gesicherten Kolbens kommt es zu einer Drehbewegung des Drehteils, die durch die Klinkenanordnung und durch das Zahnrad blockierbar ist, womit auch die weitere Linearbewegung des Kolbens verhindert wird. Nachteilig bei dieser Ausbildung ist die grosse Zahl von konzentrisch zueinander angeordneten Bauteilen, wodurch bei grossen Aussenabmessungen und dadurch bedingt auch hohem Gewicht der Einheit diese nur für höchste Verstellkräfte technisch und wirtschaftlich einsetzbar ist.

   Bedingt durch die grossen Aussenabmessungen und durch die vielfach beengten Einbauverhältnisse bei Antrieben von Vorrichtungen und Anlagen sind sämtliche Steuer- und Regelorgane extern vorgesehen. Dies bedingt aber auch einen hohen Installationsaufwand und es besteht beim Betrieb die Gefahr von technischen Problemen, z. B. Leitungsbrüchen, Leckagen etc. 



  Aufgabe der Erfindung ist es, einen derartigen Linearverstellantrieb, insbesondere 

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 eine mit einem Druckmedium beaufschlagbare Zylinder-Kolbeneinheit, mit einer Sperranordnung zu schaffen, die technisch einfach zu realisieren ist und einen geringen Platzbedarf aufweist und einfach und ohne hohe Fachkenntnisse zu installieren ist. 



  Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 wiedergegebenen Merkmale erreicht. Der überraschende Vorteil dabei ist, dass durch die unmittelbare Lagerung der Gewindespindel bzw. einer mit dieser drehfest verbundenen Sperrhülse im Endgehäuse und der unmittelbaren Antriebsverbindung der Gewindespindel über das Innengewinde des Kolbens die Dimensionierung des Verstellantriebes bei hohen Verstellkräften kleingehalten wird und der konstruktive und fertigungstechnische Aufwand reduziert und damit gegenüber bekannten Sicherungsmassnahmen zur Vermeidung unbeabsichtigter Verstellbewegungen bei derartigen Antrieben von Anlagen und Vorrichtungen eine hohe Wirtschaftlichkeit erreicht wird. 



  Von Vorteil ist dabei eine Ausbildung nach Anspruch 2, weil dadurch eine kompakte Einheit erreicht wird und die Montagesicherheit und der Montageaufwand durch die Integration der Steuereinheit in das Endgehäuse durch Wegfall externer Steuerorgane und damit anfälliger Druckleitungen und elektrischer Steuerleitungen optimiert werden. 



  Weiters ist eine Ausbildung nach Anspruch 3 von Vorteil, weil damit eine feinfühlige Regelbarkeit der Verstellgeschwindigkeit erreicht wird und für ein kon- tinuierliches, ruckfreies Verstellen ein entsprechender Systemdruck einstellbar ist. 



   Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung, wie im Anspruch 4 beschrieben, wird durch die zusätzliche Anordnung von Rückschlagventilen unmittelbar vor dem
Druckraum des Zylinders zusätzlich zur mechanischen Sperrfunktion, die durch die
Sperranordnung bewirkt wird, bei plötzlichem Ausfall des Systemdruckes durch
Leckage eine hydraulische Sperrwirkung erreicht. 



   Möglich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 5, wodurch vom Betriebszustand definierte Schaltzustände erreicht werden. 



   Durch eine vorteilhafte Weiterbildung, wie im Anspruch 6 beschrieben, wird eine mechanische Vorspannung des Sperrkolbens in Richtung der Sperrstellung erreicht 

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 und damit zusätzliche Regelorgane eingespart. 



  Nach der vorteilhaften Weiterbildung, wie im Anspruch 7 beschrieben, wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht. 



  Nach der vorteilhaften Ausbildung gemäss Anspruch 8 wird eine falsche Beaufschlagung des Sperrkolbens und damit eine etwaige Aufhebung der Sperrfunktion wirkungsvoll vermieden. 



  Nach der im Anspruch 9 beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung erfolgt ein selbsttätiger Regelvorgang, durch den die Sperrstellung des Sperrkolbens verlässlich eingenommen wird. 



  Die in den Ansprüchen 10 und 11 beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen gewährleisten eine leichtgängige Antriebsverbindung und eine hohe Verschleissfestig- reichende Lagerdimension zur Aufnahme hoher Kräfte, insbesondere der Achsialkräfte, erreicht. 



  Gemäss den vorteilhaften Weiterbildungen, wie in den Ansprüchen 13 und 14 beschrieben, wird ein rasches Sperren und eine enge Abstufung der Sperrstellungen erreicht. 



  Möglich ist dabei eine Ausbildung nach Anspruch 15, wodurch eine verdrehgesicherte Anordnung des Sperrkolbens entfallen kann. 



  Nach den vorteilhaften Weiterbildungen, wie sie die Ansprüche 16 bis 18 kennzeichnen, wird bei einem vorgegebenen Drehmoment die seitliche Belastung auf den
Sperrkolben reduziert und der konstruktive Aufwand zur Aufnahme der auf die Gewindespindel einwirkenden Achsialkräfte verringert. 



  Die Ausbildung nach Anspruch 19 gewährleistet eine Arbeitsfläche des Kolbens, die einer durch den inneren Durchmesser des Zylindermantels vorgegebenen Kreis- fläche entspricht. 

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  Schliesslich sind auch Ausbildungen nach den Ansprüchen 20 und 21 vorteilhaft, wodurch der Linearverstellantrieb auch bei Anlagen und Vorrichtungen einsetzbar ist, durch die keine Verdrehsicherung zwischen zwei relativ zueinander bewegter Teile gegeben ist, um z. B. Verstellungen in mehrere Raumrichtungen vorzunehmen, wozu der Linearverstellantrieb z. B. beidseits über Kugelköpfe an Vorrichtungsteilen angelenkt ist. 



  Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Fig. gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. 



  Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemässen Linearverstellantrieb mit einer Sperranordnung in Ansicht, teilweise geschnitten; Fig. 2 einen Teilbereich des Linearverstellantriebes in Ansicht, geschnitten; Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Linearverstellan- triebes mit einer schematischen Darstellung einer integrierten Steuerein- heit ; Fig. 4 ein Detail der Sperranordnung in Ansicht, teilweise geschnitten; Fig. 5 eine weitere Ausbildung des Linearverstellantriebes mit einer Verdreh- sicherung, in Ansicht geschnitten. 



  Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeich- nungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Of- fenbarungen sinngemäss auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen
Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschrei- bung gewählten Lageangaben, wie z. B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittel- bar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäss auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschied- lichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungs- gemässe Lösungen darstellen. 

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  In den Fig. 1 und 2 ist ein Linearverstellantrieb 1, insbesondere eine mit einem Druckmedium beaufschlagbare, doppelt wirkende Zylinder-Kolbeneinheit 2, ge- zeigt. Diese ist mit einer Sperranordnung 3 ausgestattet, mit der eine mechanische Fixierung in End- und Zwischenstellungen eines Verstellweges erreicht wird. 



  Die Zylinder-Kolbeneinheit 2 besteht aus einem Zylindermantel 4, gebildet durch ein Rohr 5, welches an einem stirnseitigen Ende 6 einen Zylinderendadapter 7 auf- Weist einem entgegengesetzten Ende 8 ist mit dem Zylindermantel 4 fest verbun- den, z.B. verschraubt, verschweisst etc., ein Endgehäuse 9 angeordnet. Das Endge- häuse 9 ist mit einem Lagerkopf 10 versehen, in dem z.B. ein Radialgelenklager 11 ' zur Aufnahme eines Lagerbolzens 12 angeordnet ist.   !   Der am entgegengesetzten Ende 6 angeordnete Zylinderendadapter 7 wird in einer Bohrung 13 von einer rohrförmigen Kolbenstange 14 durchragt, die mit einem wei- teren Lagerkopf 15 fest verbunden, z. B. verschweisst, ist. Auch dieser Lagerkopf 15 weist z. B. ein weiteres Radialgelenklager 16 zur Aufnahme eines Lagerbolzens 17 auf.

   Damit kann der Linearverstellantrieb 1 zur Verstellung zweie relativ zueinan- der linear bewegbarer Vorrichtungsteile innerhalb eines vorgegebenen Verstell- weges eingesetzt werden. 



  Die sich in einem vom Zylindermantel 4, Zylinderendadapter 7 und Endgehäuse 9 umgrenzten Druckraum 18 erstreckende rohrförmige Kolbenstange 14 ist mit einem ringförmigen Kolben 19 bewegungsfest verbunden. Eine den Kolben 19 in einer ringförmig umlaufenden Nut 20 umfassende Dichtanordnung 21 bildet eine druck- dichte Unterteilung des Druckraumes 18 und damit die doppelt wirkende Ausbil- dung der Zylinder-Kolbeneinheit 2. Im Endgehäuse 9 ist in einer konzentrisch zu einer Zylinderlängsmittelachse 22 angeordneten, stufig abgesetzten Bohrung 23 eine aus Radiallager 24 und Achsialdrucklager 25 gebildete Lageranordnung 26 für die drehbare Lagerung eines Lagerfortsatzes 27 einer in die rohrförmige Kolben- stange 14 erstreckenden Gewindespindel 28 vorgesehen. Die Gewindespindel 28 weist ein Aussengewinde 29, z. B. ein Trapezgewinde, auf.

   Das Aussengewinde 29 der Gewindespindel 28 steht in Eingriff mit einem Innengewinde 30, welches in ei- nem zur Zylinderlängsmittelachse 22 konzentrisch verlaufenden Durchbruch 31 des ringförmigen Kolbens 19 angeordnet ist. 



  Bevorzugt handelt es sich, wie bereits erwähnt, um ein Trapezgewinde, welches 

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 mehrgängig ausgeführt ist und eine nicht selbsthemmende Gewindesteigung auf- weist, wodurch eine Antriebsverbindung erreicht wird. Wird demnach der Kolben 
19 durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium im Zylindermantel 4 linear be- wegt und ist dieser gegen Verdrehung abgesichtert, erfolgt über den Eingriff von 
Aussen- und Innengewinde 29,30 eine Rotationsbewegung der Gewindespindel 28 entsprechend den vorgegebenen Verhältnissen der Ganghöhe des Gewindes und des zurückgelegten Weges.

   Zur entsprechenden Ausgestaltung der Lageranordnung 26 besteht der Lagerfortsatz 27 der Gewindespindel 28 aus einem einstückig an der Ge- windespindel 28 angeformten zylindrischen Lagerzapfen 32 und einer diesen kon- zentrisch umfassenden und mit dem Lagerzapfen 32 drehfest verbundenen Sperr- hülse 33 für die Sperranordnung 3. 



   Zur Ausbildung einer stabilen Lagerung sind zwischen der Sperrhülse 33 und dem 
Endgehäuse 9 jeweils zueinander in Richtung der Zylinderlängsmittelachse 22 beab- standet zwei der Radiallager 24 und zwei der Achsialdrucklager 25 angeordnet, wo- bei letztere zur Aufnahme der bei einem Gewindetrieb, wie im gegenständlichen 
Fall, auftretenden Achsialkräfte erforderlich sind. 



   Das Endgehäuse 9, in dem die Gewindespindel 28 über die Lageranordnung 26 dreh- bar gelagert ist und in der auch die Sperranordnung 3 zur Blockierung der Drehbe- wegung der Gewindespindel 28 angeordnet ist, weist weiters sämtliche für den Be- trieb des Linearverstellantriebes 1 erforderlichen strömumgs und Verbindungskanäle 
34 für die Beaufschlagung der Zylinder-Kolbeneinheit 2 und der Sperranordnung 3 mit dem Druckmedium sowie die unmittelbar für den Betrieb des Linearverstellantriebes 1 erforderlichen internen Regelorgane 35 auf. 



   Die Sperranordnung 3 wird durch einen im Endgehäuse 9 in einer mit dem Druck- medium beaufschlagbaren zylindrischen Bohrung 36 in einer zur Zylinderlängsmittel- achse 22 senkrecht verlaufenden Richtung verstellbaren Sperrkolben 37 und um- fangsseitig durch einem Sperrfortsatz 38 des ;Kolbens 37 zugeordnete Sperr- aufnahmen 39 in einer Oberfläche 40 der Sperrhülse 33 bzw. des Lagerzapfens 32 gebildet. Der Sperrkolben 37 ist über eine Federanordnung 41 in Richtung der die 
Sperraufnahme 39 aufweisenden Oberfläche 40 der Lagerhülse 33 vorgespannt, wo- mit eine mechanisch wirkende Sicherung gegen das Verdrehen der Gewindespindel 
28 bei Eingriff des Sperrfortsatzes 38 in die Sperraufnahme 39 erreicht wird.

   Die 
Aufhebung der Sperrwirkung erfolgt durch Beaufschlagung des Sperrkolbens 37 mit dem Druckmedium in einer der Federkraft - gemäss Pfeil 42 - entgegengesetzten 

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Richtung, also in einer zur Zylinderlängsmittelachse 22 radialen Richtung. Die Be- aufschlagung des Sperrkolbens 37 mit dem Druckmedium erfolgt über die im End- gehäuse 9 angeordneten durch Bohrungen 43 gebildeten Versorgungskanäle 44 bzw. die Strömungs- und Verbindungskanäle 34 und die jeweiligen Regelorganen 35, die anhand eines Hydrauliskchenmas in weiterer Folge noch erläute werden. und Abfuhr des Druckmediums erfolgt über im Endgehäuse vorgesehene Ein- und 
Ausgangsanschlüsse 45 und Druckleitungen   46 z.B.   Druckrohre, Schläuche etc. 



   Die Sperranordnung 3 bewirkt in Ruhestellung des Sperrkolbens 37, also wenn die- ser in Folge der Federkraft - gemäss Pfeil 42 - der Federanordnung 41 mit seinem 
Sperrfortsatz 38 in die Sperraufnahme 39 der Sperrhülse 33 eingreift, ein mecha- nisches Blockieren gegen ein Verdrehen der Gewindespindel 28. Durch den Gewin- deeingriff zwischen dem Kolben 19 und der Gewindspindel 28 wird damit auch eine lineare Bewegung des   Kolben 177 und   damit der Kolbenstange 14 samt Lagerkopf 
15 sowohl bei einer Beaufschlagung des Druckraumes 18 mit dem Druckmedium, wie auch durch eine auf den Linearverstellantrieb 1 einwirkende äussere Kraft, z.B. 



   Hubkraft, verhindert. Diese mechanische Sicherung ist auch in einem drucklosen 
Zustand, also wenn kein unter Druck stehendes Medium auf den kollen ein- wirkt, wirksam. Damit können die für eine Reihe von Vorrichtungen, z. B. Hub- bühnen, Kräne etc., vorgegebenen Sicherheitsanforderungen zum Schutz von Be- nutzern, Bedienungspersonal etc. erfüllt werden. 



   In der Fig. 3 ist in Form einer schematischen Darstellung der Linearverstellantrieb 
1 mit einer im Endgehäuse 9 integriert angeordneten Steuereinheit 47 mit den 
Strömungs- und Verbindungskanälen 34 und Regelorganen 35 gezeigt, wobei die 
Regelorgane 35 in der für derartige Darstellungen üblichen Form von Schaltsym- bolen eingezeichnet sind. Wie bereits erwähnt, ist damit für den Linearverstellan- trieb 1 eine kompakte Bauform erreicht, wodurch die Installation vereinfacht wird und nach dem Einbau des Linearverstellantriebes 1 in einer angedeuteten Vorrich- tung 48 dieser mittels der Druckleitungen 46, z. B. Druckrohre 49, Druckschläuche etc. mit einem Steuerventil 50 zu verbinden ist.

   Dieses Steuerventil 50 ist strö- mungsverbunden mit einer Versorgungseinrichtung 51 für das Medium, das aus ei- nem Tank 52 mittels einer Pumpe 53 und einer Vorlaufleitung 54 zugeführt wird. 



   Eine Rücklaufleitung 55 verbindet das Steuerventil 50 mit dem Tank 52 zur Rück- förderung des Druckmediums. 



   Das Endgehäuse 9 weist zum Anschluss der Druckleitungen 49 Anschlüsse 56,57 

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 auf, die im allgemeinen durch Bohrungen mit Innengewice zur Aufnahme von Ver- schraubungen ausgebildet sind und von denen im Endgehäuse 9 die schematisch in vollen Linien dargestellten Strömungs- und Verbindungskanäle 34 weiterführen. 



  Die Funktion der gesamten, im Endgehäuse 9 integriert angeordneten Steuereinheit 47 mit den entsprechenden Regelorganen 35 ist nachfolgend beispielhaft für einen Ausfahrvorgang der Kolbenstange 14 bis zu einer zu haltenden Zwischenposition nach einem Verstellweg 58, wie in strichlierten Linien gezeigt, erläutert. Zur Vor- nahme dieses Verstellvorganges ist es erforderlich, den Kolben 19 auf einer dem Endgehäuse 9 zugewandten Kolbenfläche 59 mit dem Druckmedium - gemäss Pfeil 60 - zu beaufschlagen. Durch Betätigung des Steuerventils 50, die manuell oder automatisch erfolgen kann, wird dazu das von der Pumpe 53 geförderte Druckme-   dium dem entsprechenden Anschluss 57 und damit dem entsprechenden Strömungs- und Versorgungskanale 34 zugeleitet.

   Das Druckmedium   wird nach Eintritt in das Endgehäuse in einen Versorgungskanal 61 zur Beaufschla- gung des Kolbens 19 und   eineweiteren   Versorgungskanal 62 verzweigt, durch den das Druckmedium dem in der Bohrung 36 angeordneten Sperrkolben 37 zugelei tet wird. Die Beaufschlagung des Sperrkolbens 37 erfolgt in einem den Sperrauf- nahmen 39 der Gewindespindel 28 bzw. der Sperrhülse 33 zugewandten Druckraum 63, wodurch eine Verstellung des Sperrkolbens 37 entgegen der Wirkung der Feder- anordnung 41 erfolgt. Der Sperrfortsatz 38 wird dabei aus dem Bereich der Sperrauf- nahmen 39 verstellt, wodurch die Blockierung der Drehbewegung der Gewindespin- del 28 aufgehoben wird und damit eine Linearbewegung des Kolbens 19 erfolgen kann. 



  Im Verlauf des Versorgungskanals 61 für den dem Kolben 19 zugeleiteten Teil- strom des Druckmediums ist ein regelbares Drossel-Rückschlagventil 64 angeord- net, welches in Strömungsrichtung zum Kolben 19 einen ungehinderten Durchfluss des Druckmediums freigibt. Unmittelbar vor dem Eintritt in den Druckraum 18 der Zylinder-Kolbeneinheit 2 ist ein weiteres federbelastetes Rückschlagventil 65 ange- ordnet, welches ebenfalls in Strömungsrichtung des Druckmediums zum Kolben 19 öffnet und damit den Durchfluss ungehindert freigibt. Durch den Druckaufbau im Druckraum 18 erfolgt nun die lineare Verstellbewegung des Kolbens 19 und damit der Kolbenstange 14, wozu allerdings das Druckmedium aus einem Zylinderraum 
66, welcher getrennt durch den Kolben 19 dem Druckraum 18 gegenüberliegt, ver- drängt, d. h. abgeleitet werden muss.

   Dies erfolgt über eine weitere, in diesem Bewe- gungsablauf als Rückstromleitung dienende Versorgungsleitung 67, in deren Ver- 

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 lauf ein weiteres, den Rückstrom sperrendes federbelastetes Rückschlagventil 68 angeordnet ist. Um nun das   wechselweise-   und ückströmen des Mediums über die federbelasteten Rückschlagventile 65,68 zu ermöglichen, sind diese wechsel- weise über einen druckbeaufschlagten, doppelt wirkenden Steuerkolben 69 schalt- bar, wozu von den Versorgungsleitungen 61 bzw. 67 Steuerleitungen 70 in Form von Bohrungen zur Beaufschlagung des Steuerkolbens 69 vorgesehen sind.

   Die An- ordnung der Rückschlagventile 65,68 im Endgehäuse 9 ist mit einer Mittelachse 71 des Steuerkolbens 69 fluchtend gewählt, wodurch beidseits den Steuerkolben 69 überragende Schaltstifte 72 bei Verstellung des Steuerkolbens 69 unmittelbar auf federbelastete Sperrelemente 73, z. B. Kugeln der Rückschlagventile 65,68, ein- wirken, um ein Durchströmen in Sperrichtung zu ermöglichen. 



  Im weiteren Verlauf der in diesem Bewegungsablauf als Rücklaufleitung dienenden Versorgungsleitung 67 ist ein weiteres regelbares Drossel-Rückschlagventil 74 an- geordnet, das dem Rückströmen einen einstellbaren Widerstand zur Erzielung eines gleichmässigen Bewegungsablaufes entgegensetzt. 



  Nach Zurücklegung des vorgewählten oder erwünschten Verstellweges 58 erfolgt eine Umsteuerung des Steuerventiles 50, welches in einer Schaltstellung durch seine Ausbildung das Zu- und Abströmen des Mediums sperrt, also das gesamte System auf dem vorgegebenen Druckniveau hält. In diesem Zustand tritt nun die Wirkung der Sperranordnung 3 zur mechanischen Absicherung der Position von Kolben 19 und Kolbenstange 14 dadurch ein, dass durch die Kraft - gemäss Pfeil 42 - der Federanordnung 41 des Sperrkolbens 37 dieser mit seinem Sperrfortsatz 38 in Richtung der Gewindespindel 28 bzw. der Sperraufnahme 39 verstellt wird. Die Verstellung wird ermöglicht durch eine den Sperrkolben 37 durchsetzende Drossel- bohrung 75, durch die das aus dem Druckraum 63 zu verdrängende Druckmedium abströmt.

   Da über den Umfang der Gewindespindel bzw. der Zwischenhülse mehre- re der Sperraufnahmen 39 gleichmässig verteilt angeordnet sind, wird ein Eingreifen des Sperrfortsatzes 38 in eine der Sperraufnahmen 39, wenn nicht direkt, dann nach geringfügiger Linearbewegung und damit Drehbewegung der Gewindespindel 28 sicher erreicht.

   Zur Funktion des Mediumaustausches in der Bohrung 39, d. h. zur 
Betätigung des Sperrkolbens 37, sind in den vom Versorgungskanal 61 und Versor- gungsleitung 67 abzweigenden Verbindungskanälen 62 für die Zu- und Abfuhr des 
Druckmediums zur und von der Bohrung 39 des Sperrkolbens 37 ebenfalls federbe- lastete Rückschlagventile 76 angeordnet und für gegengleiche Strömungsrichtungen ausgelegt, wobei die Zuleitung des Druckmediums in den Druckraum 63 ungehin- 

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 dert erfolgt und ein Abströmen aus diesem Druckraum 63 durch die Wirkung der Rückschlagventile 76 verhindert wird. Die gegengleiche Anordnung der Rückschlag- ventile 76 ist für die Ableitung des bei einer Verstellung des Sperrkolbens 37 zur Entriegelung zu verdrängenden und durch die Drosselbohrung 75 abströmenden Druckmediums vorgesehen. 



  In der Fig. 4 ist ein Detail der Gewindespindel 28 mit der Sperrhülse 33 und dem in eine der Sperraufnahmen 39 eingreifenden Sperrfortsatz 38 gezeigt. Über den Um- fang sind gleichmässig verteilt mehrere der Sperraufnahmen 39 angeordnet. Die An- zahl bzw. deren Abstand in Umfangsrichtung bestimmt in Abhängigkeit von der Steigung des Gewindes der Gewindespindel 28 die Abstufung, in der eine Sperrung der Linearbewegung erfolgen kann. Wie zu entnehmen, ist eine Bogenlänge 77 der Sperraufnahme 39 grösser als ein Durchmesser 78 des Sperrfortsatzes 38 gewählt, wodurch ein Spiel für den Eingriff in Drehrichtung der Gewindespindel 28 erreicht wird, welches den Sperrvorgang erleichtert, jedoch infolge der Antriebsunterset- zung im Gewinde nur geringe Auswirkungen auf die Exaktheit des Positioniervor- ganges hat. 



  In dem in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verdreh- sicherung, die für die Aufnahme des Drehmomentes zwischen der Gewindespindel 28 und der Kolbenstange 14 erforderlich ist, in der Vorrichtung 48 und der dazu ausgebildeten Anlenkung der Zylinder-Kolbeneinheit 2 mittels der Lagerköpfe 10, 15 und Lagerbolzen 12,17. 



  In der Fig. 5 ist schematisch eine weitere Ausbildung des   Linearverstellantriebes   1 gezeigt, bei dem eine interne Verdrehsicherung 79 zur Aufnahme des zwischen Ge- windespindel 28 und des als Spindelmutter ausgebildeten Kolbens 19 bzw. der mit diesem verbundenen Kolbenstange 14 auftetenden Drehmomentes vorgesehen ist. Bei dieser Ausführung weist die Kolbenstange z. B. diametral gegenüberliegende, in Längsrichtung verlaufende Führungsflächen 80,81 auf. Ein Durchbruch 82 des Zylinderendadapters 7 ist ensprechend der Querschnittsform der 
Kolbenstange 14 ausgebildet und bildet damit eine Führungsanordnung 83 durch die die Kolbenstange 14 gegenüber dem Zylinder verdrehgesichert ist und damit das in der Gewindeverbindung entstehende Drehmoment aufgenommen wird. 



   Es ist aber auch eine Verdrehsicherung zwischen dem Kolben 19 und dem Zylinder- mantel 4 technisch realisierbar und würde auch damit eine interne Drehmomentauf- 

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 nahme in der Zylinder-Kolbeneinheit 2 bestehen. 



  Der Ordnung halber sei abschliessend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des Linearverstellantriebes 1 dieser bzw. deren Bestandteile teilweise unmassstäblich und/oder vergrössert und/oder verkleinert dargestellt wurden. 



  Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. 
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 den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemässen Lösungen bilden. Die dies- bezüglichen, erfindungsgemässen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Claims (1)

1. Ansprüche 1. Linearverstellantrieb, insbesondere eine mit einem Druckmedium beauf- schlagbare, doppelt wirkende Zylinder-Kolbeneinheit mit einem durch einen Zylin- dermantel gebildeten Druckraum und einem in diesem verstellbaren ringförmigen Kolben und mit einer mit dem Kolben bewegungsfest verbundenen, den Zylinder- mantel in einem stirnseitigen Zylinderendadapter durchragenden, rohrförmigen Kolbenstange, die eine in einer Lageranordnung drehbar gelagerte Gewindespindel konzentrisch umfasst und mit dieser in Gewindeeingriff steht und mit einer schalt- baren Sperranordnung zur Blockierung der Drehbewegung der Gewindespindel, da- durch gekennzeichnet, dass die Lageranordnung (26) der Gewindespindel (28) in einem stirnseitig am Zylindermantel (4) angeordneten Endgehäuse (9) angeordnet ist und der Kolben (19) in einem von der Gewindespindel (28) durchragten Durch- bruch (31)

   ein mit der Gewindespindel (28) in Eingriff stehendes Innengewinde (30) aufweist und im Endgehäuse (9) eine zu einer Zylinder- längsmittelachse (22) senkrecht verlaufende Bohrung (36) angeordnet ist, in der ein mit dem Druckmedium beaufschlagbarer Sperrkolben (37) verstellbar angeordnet ist, der mit einem der Zylinderlängsmittelachse (22) zugewandten Sperrfortsatz (38) in Sperrstellung in zumindest eine am Umfang der Gewindespindel (28) bzw. einer mit dieser drehfest verbundenen Sperrhülse (33) angeordnete Sperraufnahme (39) ragt.

   2. Linearverstellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Endgehäuse (9) Strömungs- und Verbindungskanäle (34) und eine Steuereinheit (47) ausbildende Regelorgane (35) zwischen Anschlussbohrungen für die wechsel- weise Zu- und Abfuhr des Druckmediums und Versorgungskanäles (4, 61, 62) bzw.-leitungen zu Druckräumen (18,63) der Zylinder-Kolbeneinheit (2) und des Sperrkolbens (37) angeordnet sind.

   3. Linearverstellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungs- und Verbindungskanälen (34) zur Beaufschlagung des Druk- kraumes (18) der Zylinder-Kolbeneinheit (2) bevorzugt regelbare Drossel-Rück- schlagventile (64) angeordnet sind. <Desc/Clms Page number 13>

   4. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungs- und Verbindungskanälen (34) im Strömungsverlauf für das Druckmedium zwischen den Drossel-Rückschlagventilen (64) und dem Druckraum (18) der Zylinder-Kolbeneinheit (2) Rückschlagventile (65) angeordnet sind.

   5. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventile (65) über einen mit dem Druckmedium über Steuerleitungen (70) beafschlagbaren, in einer Bohrung im Endgehäuse (9) angeordneten, doppelt wirkenden Steuerkolben (69) wechselweise schaltbar ausgebildet sind.

   6. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkolben (37) einseitig mit dem Druckmedium entgegen einer Federanordnung (41) beaufschlagbar in einer einen Druckraum (63) ausbildenden Bohrung (36) im Endgehäuse (9) angeordnet ist.

   7. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federkraft der Federanordnung (41) eine Verstellung des Sperrkolbens (37) in eine Sperrstellung bewirkt, in der der Sperrfortsatz (38) in die Sperraufnahme (39) ragt.

   8. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Strömungs- und Verbindungskanälen (34) zur Beaufschlagung des Druckraumes (63) des Sperrkolbens (37) und zur Ableitung des Mediums Rückschlagventile (76) angeordnet sind.

   9. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Sperrkolben (37) eine den Druckraum (63) mit einem Überstromraum verbindende Drosselbohrung (75) angeordnet ist.

   10. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussengewinde (29) der Gewindespin- del (28) und das mit diesem in Eingriff stehende Innengewinde (30) des Kolbens (19) ein bevorzugt mehrgängiges, insbesondere acht-gängiges Trapezgewinde, ist. <Desc/Clms Page number 14>

   Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigung des Trapezgewindes für ei- nen nicht selbsthemmenden Gewindeeingriff ausgebildet ist.

   12. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (28) bzw. die mit die- ser drehfest verbundene Sperrhülse (33) im Bereich des Endgehäuses (9) über Ra- diallager (24) und Achsialdrucklager (25) gelagert ist.

   13. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Umfang der Gewindespindel (28) bzw. der mit dieser drehfest verbundenen Sperrhülse (33) angeordnete Sperrauf- nahme (39) eine in Umfangsrichtung verlaufende Bogenlänge (77) aufweist, die grösser ist, als ein Durchmesser (78) des Sperrfortsatzes (38).

   14. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang verteilt mehrere, bevor- zugt fünf der Sperraufnahmen (39) angeordnet sind.

   15. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite der Sperraufnahme (39) gering- fügig grösser als der Durchmesser (78) des Sperrfortsatzes (38) des Sperrkolbens (37) ist.

   16. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrhülse (33) im Bereich der Sperr- aufnahme (39) eine ringförmige Erweiterung aufweist.

   17. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Erweiterung in zur Zylin- derlängsmittelachse (22) senkrechter Richtung verlaufende Stützflächen für die beidseits der Erweiterung angeordneten Achsialdrucklager (25) ausbildet.

   18. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gewindespindel (28) bzw. der Sperrhülse (33) und dem Endgehäuse (9) eine Dichtanordnung angeordnet ist.

   19. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden <Desc/Clms Page number 15> Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (30) des Kolbens (19) mit zur Zylinderlängsmittelachse (22) parallel verlaufenden Druckausgleichsbohrungen versehen ist.

   20. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (19) im Zylindermantel (4) verdrehgesichert geführt ist.

   21. Linearverstellantrieb nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (14) im Zylinderendadapter (7) verdrehgesichert geführt ist. <Desc/Clms Page number 16>

   Bezugszeichenaufstellung 1 Linearverstellantrieb 41 Federanordnung 2 Zylinder-Kolbeneinheit 42 Pfeil 3 Sperranordnung 43 Bohrung 4 Zylindermantel 44 Versorgungskanal 5 Rohr 45 Ein- und Ausgangsanschluss 6 Ende 46 Druckleitung 7 Zylinderendadapter 47 Steuereinheit 8 Ende 48 Vorrichtung 9 Endgehäuse 49 Druckrohr 10 Lagerkopf 50 Steuerventil 11 Radial-Gelenklager 51 Versorgungseinrichtung 12 Lagerbolzen 52 Tank 13 Bohrung 53 Pumpe 14 Kolbenstange 54 Vorlaufleitung 15 Lagerkopf 55 Rücklaufleitung 16 Radial-Gelenklager 56 Anschluss 17 Lagerbolzen 57 Anschluss 18 Druckraum 58 Verstellweg 19 Kolben 59 Kolbenfläche 20 Nut 60 Pfeil 21 Dichtanordnung 61 Versorgungskanal 22 Zylinderlängsmittelachse 62 Versorgungskanal 23 Bohrung 63 Druckraum 24 Radiallager 64 Drossel-Rückschlagventil 25 Achsialdrucklager 65 Rückschlagventil 26 Lageranordnung 66 Zylinderraum 27 Lagerfortsatz 67

   Versorgungsleitung 28 Gewindespindel 68 Rückschlagventil 29 Aussengewinde 69 Steuerkolben 30 Innengewinde 70 Steuerleitung 31 Durchbruch 71 Mittelachse 32 Lagerzapfen 72 Schaltstift 33 Sperrhülse 73 Sperrelement 34 Strömungs- und Verbindungskanal 74 Drossel-Rückschlagventil 35 Regelorgan 75 Drosselbohrung 36 Bohrung 76 Rückschlagventil 37 Sperrkolben 77 Bogenlänge 38 Sperrfortsatz 78 Durchmesser 39 Sperraufnahme 79 Verdrehsicherung 40 Oberfläche 80 Führungsfläche <Desc/Clms Page number 17> 81 Führungsfläche 82 Durchbruch