Vorrichtung zur Erzeugung und Ubertragung einer Bewegung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung und Übertragung einer Bewegung mit einem Kolben, welcher pneumatisch oder hydraulisch innerhalb einem hohlen Träger bewegbar und mit einem Bewegungsübertragungsmittel versehen ist, welches innerhalb und längs eines Längsschlitzes in der Trägerwand bewegbar ist.
Zum Betrieb und zur Steuerung von Maschinen werden vielfach Kolben und Zylinderaggregate angewendet, in denen eine Kolbenstange durch die Zylinderwand hindurchtritt. Aggregate dieser Art sind jedoch nur dann vorteilhaft, wenn Kolbenhübe von relativ kurzer Länge benötigt werden, da sonst die Aggregatlänge, welche das Doppelte der Hublänge sein muss, zu gross wird. Für Hübe solcher Länge werden üblichenveise andere Mittel, beispielsweise Ketten eingesetzt.
Es ist auch bekannt, zur Einstellung der Betätigungs- und Steuereinrichtungen in Maschinen eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu verwenden, in welche Dichtungen zur Abdichtung der Seiten des Längsschlitzes gegenüber den Übertragungsmitteln vorgesehen sind. Diese Anordnung, welche gegenüber den Kolben- und Zylinderaggregaten mit endweise eingeführter Kolbenstange grosse Vorteile aufweist, wurde noch nicht in grossem Ausmass angewendet, und zwar lediglich deshalb, weil das Dichtungsproblem nicht zufriedenstellend gelöst war. Es wurden zum Beispiel Versuche gemacht, einen Dichtungsstreifen in den Schlitz einzulegen, der durch den im Zylinder herrschenden Druck an Ort und Stelle fixiert werden sollte.
Dies schränkte jedoch die Anwendung dieser Anordnung ein, da der Schlitz stets nach unten gerichtet sein musste, weil sonst der Dichtungsstreifen die Tendenz hatte, bei Nachlassen des Druckes im Zylinder aus dem Schlitz herauszutreten.
Die Erfindung bezweckt eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist, sondern bei der in allen Stellungen der Längsschlitz so wirksam abgedichtet ist, dass eine komplette Dichtung erzielt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung der eingangs erwähnten Art, welche ein auf der Innenseite des Trägers angeordnetes, zwecks Abdichtung des Schlitzes durch den Kolben nach aussen gepresstes Dichtungsmittel aus elastischem Material aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsmittel sich derart in Längsrichtung erstreckt, dass es über den Schlitz hinausragt und in einer Längskante im Abstand vom Schlitz endet, und dass wenigstens derjenige Teil des Dichtungsmittels zwischen dem Schlitz und der Längskante in bezug auf den Träger sich nach innen bewegen kann, um das mit dem Kolben verbundene Bewegungsübertragungsmittel aufzunehmen, wobei ein Teil dieses Mittels unter dieser Längskante zwischen dem Dichtungsmittel und dem Träger und nach oben durch den Schlitz bewegbar ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Schnitt längs des Trägerschlitzes gelegt ist,
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1, und
Fig. 3 einen Schnitt ähnlich wie in Fig. 2 einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Die Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 umfasst einen Träger in Form eines Zylinders 1, dessen Wand einen sich über die ganze Länge des Zylinders erstrekkenden Schlitz 16 aufweist, sowie einen Kolben 2, der pneumatisch oder hydraulisch im Zylinder bewegbar ist. Der Zylinder kann irgend eine geeignete Querschnittsform aufweisen, jedoch ist aus mancherlei Gründen ein kreisförmiger Querschnitt vorteilhaft. An seinen Enden ist der Zylinder 1 mit je einem geeigne ten Endverschluss versehen, der einen in den Zylinder 1 einschiebbaren Teil 4 aufweist, der mit einem oder mehreren Dichtungsringen 3 und einem auf das Ende des Zylinders aufliegenden Flansch 5 versehen ist, sowie eine Endhülse 6, die auf den Zylinder 1 aufgeschraubt ist und den Teil 4 festhält.
Im Teil 4 ist auch ein Nippel 7 zum Anschluss einer Flüssigkeit oder eines Gases vorgesehen, beispielsweise für Luft, die als Druckmedium verwendet wird.
Innerhalb des Zylinders 1 ist ein Dichtungsmittel 9 angebracht, welches in der gezeigten Ausführungsform eine relativ dünne Zylinderdichtungsauskleidung 10 mit Längsrändern 11, 12 umfasst, die entweder bündig aneinander stossen oder, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, angeschrägt sind, um einander zu überlappen und einen gleichmässigen und dichtenden Übergang zu bilden. Das Material des Dichtungsmittels 9, welches Plastik oder Metall sein kann, muss solche Eigenschaften aufweisen, dass das Dichtungsmittel 9 durch die Eigenelastizität die Tendene hat, sich dichtend und unter Druck gegen die Wand des Zylinders 1 anzulegen.
Die Längsränder 11, 12 der Dichtungsauskleidung 10 sind im weiteren so angeordnet, dass sie durch die Zylinderwand gestützt werden.
Der pneumatisch oder hydraulisch im Zylinder 1 bewegbare Kolben umfasst zwei Teile 14, die mit einem oder mehreren hintereinander angeordneten Dichtungsringen 13 versehen sind, welche gegen die Auskleidung 10 abdichten. Die Teile 14 bilden zusammen mit der Auskleidungen 10 und den Endverschlüssen einen geschlossenen Raum auf beiden Seiten des Kolbens 2. Um das Aufbringen der Dichtungsringe auf die Teile 14 zu erleichtern, ist der Kolben 2 an seinen Enden mit wegnehmbaren Endstücken 15 versehen.
Zwischen den Kolbenteilen 14, welche gegen die Auskleidung 10 abdichten, ist ein Bewegungsübertragungsglied 17 vorgesehen, welches mit einem (nicht gezeigten) Mittel verbunden ist, das beispielsweise bewegt, eingestellt, gesteuert oder transportiert werden muss.
Das Bewegungsübertragungsglied 17 umfasst mehrere aus einem Stück aus Stahl oder anderen geeigneten Materialien hergestellte Teile, nämlich einen aus dem Schlitz 16 in der Zylinderwand herausragenden Teil 18, einen schräg dazu stehenden Teil 19, der zwischen die einander überlappenden Längskanten 11 und 12 der Auskleidung eingeschoben ist, wobei dieser Teil 19 vorzugsweise eine gegen die seitlichen Kanten abnehmende Dicke aufweist, um die Trennung der Längsränder der Auskleidung während der Kolbenbewegung zu erleichtern, und einen Halteteil oder eine Halteplatte 20, die mittels Schrauben 21 an einer flachen Vertiefung in einem Zwischenteil 22 des Kolbens zwischen den Endteilen 14 befestigt ist.
Der Zwischenteil 22 weist einen kleineren Durchmesser als die Teile 14 auf, um den Kantenteil der Auskleidung 10 aufzunehmen, welcher während der Kolbenbewegung durch den Teil 19 des Übertragungsgliedes radial nach innen zwischen die Kolbenteile 14 gedrückt wird. Das Bewegungsübertragungsglied 17 ist somit so angeordnet und ausgebildet, dass es während der Kolbenbewegung die Längskanten der Auskleidung voneinanderschiebt, d. h. eine der Kanten wird radial nach innen zwischen die Teile 14 des Kolbens geschoben. Von diesen Teilen trägt der, in Bewegungsrichtung gesehen, hinter dem Über- tragungsglied 17 angeordnete Teil zum Zusammen schieben der Kanten 11 und 12 bei, und presst diese gegen die Zylinderwand, so dass nach Durchgang des Kolbens wieder eine vollkommene Dichtung erzielt wird.
Der im Zylinder auf der einen Seite des Kolbens herrschende Druck bewirkt ebenfalls ein Zusammendrücken der Längskanten 11 und 12. Die Längskanten 11 und 12 werden jedoch auch durch die Eigenelastiziw tät der Auskleidung aufeinandergedrückt, selbst bei Nachlassen des ZyIinderdruckes, um die notwendige Dichtung zu bewirken. Auf diese Weise kann ein Druckmedium eingegeben werden, ohne dass eine Leckstelle zwischen den einander überlappenden oder aneinanderstossenden Kanten 11 und 12 der Auskleidung entsteht, bevor der Druck vollständig aufgebaut ist.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Übertragungsglied 17 starr mit dem Kolben 2 verbunden, jedoch kann, wie in Fig. 3 dargestellt, der Halteteil des Mittels auch als ringförmiger Teil 23 ausgebildet sein, welcher den Kolben umfasst, und in bezug auf ihn axial arretiert ist, so dass der Kolben 2 relativ zum Übertragungsglied 17 und Zylinder 1 rotieren kann.
Wie weiter aus Fig. 3 ersichtlich, kann der Schlitz 16 in der Zylinderwand mittels Gummistreifen 24 abgedichtet werden, die so auf beiden Seiten des aus dem Schlitz herausragenden Übertragungsgliedteiles 18 angeordnet sind, dass sie gegen diesen Teil anliegen, den Schlitz abdecken und in wirksamer Weise Fremdkörper am Eintritt in den Zylinder und am Einwirken auf die Dichtungsmittel 9 hindern.
Wenn das Bewegungserzeugungs- und Übertragungsmittel für Hochdruckbetrieb vorgesehen ist, muss ein relativ dickwandiger Zylinder verwendet werden, dessen Wandstärke mit Vorteil gegen denjenigen Abschnitt zunimmt, der direkt vor dem Schlitz liegt, wie in Fig. 3 dargestellt, um ein Ausweiten des Zylinders zu verhindern.
Nur einige wenige Ausführungsbeispiele wurden angeführt, um die Erfindung darzustellen, welche zahlreiche Anwendungsgebiete aufweist. Als Beispiel sei erwähnt, dass bei genügender Länge des Zylinders die Anordnung zum Transport von Objekten zwischen verschiedenen Abteilungen in grossen Firmen, Spitälern und ähnlichen verwendet werden kann. Das Zylinderrohr muss dabei nicht gerade sein, sondern kann auch Krümmungen aufweisen. In solchen Fällen weist jedoch der Kolben vorzugsweise eine Gelenkkonstruktion auf.
Device for generating and transmitting a movement
The invention relates to a device for generating and transmitting a movement with a piston which can be moved pneumatically or hydraulically within a hollow carrier and is provided with a movement transmission means which is movable within and along a longitudinal slot in the carrier wall.
Pistons and cylinder units in which a piston rod passes through the cylinder wall are often used to operate and control machines. Units of this type are only advantageous if piston strokes of relatively short length are required, since otherwise the unit length, which must be twice the stroke length, becomes too great. Other means, such as chains, are usually used for strokes of this length.
It is also known to use a device of the type mentioned at the beginning for setting the actuating and control devices in machines, in which seals are provided for sealing the sides of the longitudinal slot with respect to the transmission means. This arrangement, which has great advantages over the piston and cylinder units with a piston rod inserted at the end, has not yet been used to a large extent, and only because the sealing problem was not solved satisfactorily. For example, attempts have been made to insert a sealing strip into the slot which is intended to be held in place by the pressure prevailing in the cylinder.
However, this limited the use of this arrangement, since the slot always had to be directed downwards, otherwise the sealing strip had a tendency to come out of the slot when the pressure in the cylinder was released.
The invention aims to create a device of the type mentioned at the outset which does not have the disadvantages mentioned above, but in which the longitudinal slot is so effectively sealed in all positions that a complete seal is achieved.
The inventive device of the type mentioned, which is arranged on the inside of the support, for the purpose of sealing the slot by the piston outwardly pressed sealing means made of elastic material, is characterized in that the sealing means extends in the longitudinal direction such that it over the Slot protrudes and ends in a longitudinal edge at a distance from the slot, and that at least that part of the sealing means between the slot and the longitudinal edge can move inwardly with respect to the carrier in order to receive the movement transmission means connected to the piston, a part of this means is movable under this longitudinal edge between the sealing means and the carrier and up through the slot.
Embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings. Show it:
1 shows a side view, partly in section, of a first embodiment of the invention, the section being taken along the carrier slot.
Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1, and
Fig. 3 shows a section similar to Fig. 2 of another embodiment of the invention.
The embodiment according to FIGS. 1 and 2 comprises a support in the form of a cylinder 1, the wall of which has a slot 16 extending over the entire length of the cylinder, and a piston 2 which can be moved pneumatically or hydraulically in the cylinder. The cylinder may be of any suitable cross-sectional shape, but a circular cross-section is advantageous for a number of reasons. At its ends, the cylinder 1 is each provided with a suitable end closure, which has a part 4 which can be pushed into the cylinder 1 and which is provided with one or more sealing rings 3 and a flange 5 resting on the end of the cylinder, as well as an end sleeve 6 which is screwed onto the cylinder 1 and holds the part 4 in place.
In part 4, a nipple 7 is also provided for connecting a liquid or a gas, for example for air, which is used as a pressure medium.
A sealing means 9 is attached within the cylinder 1, which in the embodiment shown comprises a relatively thin cylinder sealing lining 10 with longitudinal edges 11, 12 which either abut flush against one another or, as shown in FIGS. 1 and 2, are beveled in order to overlap one another and to form an even and tight transition. The material of the sealing means 9, which can be plastic or metal, must have such properties that the sealing means 9 has the tendency, due to its inherent elasticity, to lay tightly against the wall of the cylinder 1 under pressure.
The longitudinal edges 11, 12 of the sealing liner 10 are further arranged so that they are supported by the cylinder wall.
The piston, which can be moved pneumatically or hydraulically in the cylinder 1, comprises two parts 14, which are provided with one or more sealing rings 13 arranged one behind the other, which seal against the lining 10. The parts 14 together with the linings 10 and the end closures form a closed space on both sides of the piston 2. In order to facilitate the application of the sealing rings to the parts 14, the piston 2 is provided with removable end pieces 15 at its ends.
Between the piston parts 14, which seal against the lining 10, a movement transmission member 17 is provided which is connected to a means (not shown) which, for example, has to be moved, adjusted, controlled or transported.
The movement transmission member 17 comprises several parts made from one piece of steel or other suitable materials, namely a part 18 protruding from the slot 16 in the cylinder wall, an inclined part 19 which is inserted between the overlapping longitudinal edges 11 and 12 of the lining , this part 19 preferably having a thickness decreasing towards the lateral edges in order to facilitate the separation of the longitudinal edges of the liner during the piston movement, and a retaining part or a retaining plate 20, which by means of screws 21 on a shallow recess in an intermediate part 22 of the piston is attached between the end parts 14.
The intermediate part 22 has a smaller diameter than the parts 14 in order to accommodate the edge part of the liner 10 which is pressed radially inward between the piston parts 14 by the part 19 of the transmission member during the piston movement. The movement transmission member 17 is thus arranged and designed in such a way that it pushes the longitudinal edges of the lining apart from one another during the piston movement. H. one of the edges is pushed radially inward between the parts 14 of the piston. Of these parts, the part arranged behind the transmission member 17, seen in the direction of movement, contributes to the pushing together of the edges 11 and 12, and presses them against the cylinder wall so that a perfect seal is achieved again after the piston has passed.
The pressure prevailing in the cylinder on one side of the piston also causes the longitudinal edges 11 and 12 to be compressed. In this way, a pressure medium can be introduced without a leak occurring between the overlapping or abutting edges 11 and 12 of the liner before the pressure is completely built up.
In the embodiment described above, the transmission member 17 is rigidly connected to the piston 2, but, as shown in FIG. 3, the holding part of the means can also be designed as an annular part 23 which surrounds the piston and is axially locked with respect to it is so that the piston 2 can rotate relative to the transmission member 17 and cylinder 1.
As can further be seen from Fig. 3, the slot 16 in the cylinder wall can be sealed by means of rubber strips 24 which are arranged on both sides of the transmission link part 18 protruding from the slot so that they abut against this part, cover the slot and in an effective manner Prevent foreign bodies from entering the cylinder and from acting on the sealing means 9.
If the movement generation and transmission means is provided for high pressure operation, a relatively thick-walled cylinder must be used, the wall thickness of which increases with advantage compared to that section which is directly in front of the slot, as shown in FIG. 3, in order to prevent the cylinder from expanding.
Only a few exemplary embodiments have been given in order to illustrate the invention, which has numerous fields of application. As an example, it should be mentioned that if the cylinder is long enough, the arrangement can be used to transport objects between different departments in large companies, hospitals and the like. The cylinder tube does not have to be straight, but can also have curves. In such cases, however, the piston preferably has an articulated construction.