DE102007016431A1 - Fluid operated linear actuator - Google Patents
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Abstract
Es wird ein fluidbetätigter Linearantrieb vorgeschlagen, dessen Gehäuse (2) ein Rohrstück (26) und wenigstens eine stirnseitig daran angeordnete Abschlusskappe (24, 25) aufweist. In die Abschlusskappe (24, 25) ist ein Füllkörper (33, 34) eingesetzt, der sich an der Bodenwand (27) und der Seitenwand (28) der Abschlusskappe (24, 25) abstützt. Das Rohrstück (26) übergreift den Füllkörper (33, 34) radial außen unter gleichzeitiger Zentrierung in axialer Richtung, ohne sich an dem Füllkörper (33, 34) axial abzustützen. Die Befestigung des Füllkörpers (33, 34) am Gehäuse (2) geschieht jenseits seiner dem Kolben (7) zugewandten Vorderseite.It a fluid-operated linear actuator is proposed, the Housing (2) a pipe piece (26) and at least a frontally arranged thereon end cap (24, 25). In the end cap (24, 25) is a packing (33, 34) which is located on the bottom wall (27) and the side wall (28) of the end cap (24, 25) is supported. The pipe piece (26) engages over the filling body (33, 34) radially outside with simultaneous centering in axial Direction, without touching the filler (33, 34) axially support. The attachment of the packing (33, 34) on the housing (2) happens beyond its the piston (7) facing front.
Description
Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Linearantrieb, mit einem einen linear verschiebbaren Kolben aufnehmenden Gehäuse, das zwei stirnseitige Abschlusswände und eine sich dazwischen erstreckende rohrförmige Umfangswand definiert, wobei wenigstens eine Abschlusswand von der Bodenwand einer Abschlusskappe gebildet ist, deren Seitenwand einen Längenabschnitt der Umfangswand definiert und an die sich ein einen weiteren Längenabschnitt der Umfangswand definierendes Rohrstück anschließt, wobei die Abschlusskappe einen sich innen an ihrer Seitenwand und an ihrer Bodenwand abstützenden, bezüglich der Abschlusskappe axial unbeweglich fixierten Füllkörper umschließt, der vorderseitig eine der Abschlusswand axial vorgelagerte Aufprallfläche für den Kolben trägt.The The invention relates to a fluid-actuated linear drive, with a housing accommodating a linearly displaceable piston, the two front end walls and one in between defines extending tubular peripheral wall, wherein at least an end wall formed by the bottom wall of a cap is, whose side wall defines a longitudinal portion of the peripheral wall and to which a further length of the Connecting peripheral wall defining pipe piece, the end cap is an inside on its side wall and supported on its bottom wall, with respect to End cap axially immovably fixed filler encloses, the front one of the end wall axially carries upstream impact surface for the piston.
Bei
einem aus der
Ein
Linearantrieb mit verringerter Wandstärke geht aus der
Ein
in der
Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in Verbindung mit einem Linearantrieb der eingangs genannten Art Maßnahmen vorzusehen, die eine kostengünstigere Fertigung ermöglichen.A essential object of the present invention is in Provide for a connection with a linear drive of the type mentioned measures, which allow a more cost-effective production.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass das Rohrstück den Füllkörper, ohne sich daran axial abzustützen, radial außen unter gleichzeitiger Zentrierung ein Stück weit axial übergreift, wobei der Füllkörper in dem axial hinter seiner Vorderseite liegenden Bereich an dem Gehäuse fixiert ist.to Solution of this problem is provided that the pipe section the filler without axially supporting it, radially outward while simultaneously centering a piece far axially overlaps, wherein the filler in the axially behind its front area on the Housing is fixed.
Auf diese Weise wird das Rohrstück nicht mehr benötigt, um den Füllkörper zu seiner gehäusefesten Fixierung stirnseitig zu beaufschlagen. Die Befestigung des Füllkörpers am Gehäuse geschieht jenseits seiner dem Kolben zugewandten Vorderseite. Das Rohrstück kann folglich in seiner Wandstärke auf ein für die Gewährleistung der erforderlichen Druckfestigkeit ausreichendes Maß reduziert werden. Damit verbunden ist eine Material- und Gewichtseinsparung. Das Einsparungspotential ist besonders ausgeprägt, wenn das Gehäuse aufgrund entsprechender Einsatzbedingungen aus hochwertigem Material wie Edelstahl oder dergleichen zu bestehen hat. Als weiterer Effekt der erfindungsgemäßen Befestigungsmaßnahmen ist eine Verringerung der äußeren Abmessungen des Linearantriebes bei gleichem Kolbendurchmesser festzustellen. Bei gleichem Außendurchmesser des Gehäuses ist im Vergleich zum Stand der Technik ein größerer Kolbendurchmesser möglich, was höhere Betriebskräfte zulässt. Schließlich kann auch noch auf die vereinfachte Montage durch den Zentriereffekt des Füllkörpers verwiesen werden.On this way, the pipe section is no longer needed, around the filler body to its housing Apply fixation on the front side. The attachment of the packing on the housing happens beyond its the piston facing Front. The pipe section can consequently in its wall thickness one for ensuring the required pressure resistance sufficient level can be reduced. Connected to it a material and weight saving. The savings potential is particularly pronounced when the case due appropriate conditions of use of high quality material such as Stainless steel or the like has to exist. Another effect of inventive fastening measures is a reduction in external dimensions determine the linear drive with the same piston diameter. With the same outer diameter of the housing a larger one compared to the prior art Piston diameter possible, resulting in higher operating forces allows. Finally, even on the simplified Mounting referenced by the centering effect of the packing become.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims out.
Vorzugsweise ist der Füllkörper ausschließlich an der Abschlusskappe befestigt. Das Rohrstück nimmt in diesem Fall an der gehäusefesten Fixierung des Füllkörpers nicht teil. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage, weil das Rohrstück in einfacher Weise an die zuvor bereits zusammengefügte Baueinheit aus Abschlusskappe und Füllkörper angebracht werden kann.Preferably the filler is exclusively on attached to the end cap. The pipe section takes in this Case on the housing-fixed fixation of the packing not part. This allows a particularly simple assembly, because the pipe piece in a simple way to the previously already Assembled assembly of end cap and filler can be attached.
Es ist von Vorteil, wenn das Rohrstück, abgesehen von den Zentriermaßnahmen, ohne Mitwirkung des Füllkörpers ausschließlich an der Seitenwand der Abschlusskappe befestigt ist. Hier bietet sich vor allem eine gasdichte Schweißverbindung an, insbesondere eine Laser-Schweißverbindung. Von besonderem Vorteil ist dies, wenn das Rohrstück und die damit zu verbindende Abschlusskappe aus Edelstahl bestehen.It is advantageous if the pipe section, apart from the Centering measures, without participation of the packing only attached to the side wall of the end cap is. Here is above all a gas-tight welded joint on, in particular a laser weld joint. Of special This is an advantage if the pipe section and the so to be connected End cap made of stainless steel.
Es wäre prinzipiell möglich, den Füllkörper mit der Abschlusskappe zu verkleben oder auf sonstige Weise formschlüssig daran zu fixieren. Insbesondere aber auch vor dem Hintergrund einer möglicherweise angestrebten lösbaren Verbindung, empfiehlt sich eine Schraubverbindung zwischen diesen beiden Komponenten.It would be possible in principle to glue the filling body with the end cap or fix it in a form-fitting manner in any other way. Insbeson but also against the background of a possibly desired releasable connection, a screw connection between these two components is recommended.
Zur Realisierung einer Schraubverbindung kann der Füllkörper mindestens ein Gewindeloch aufweisen, über das er unter Mitwirkung einer Befestigungsschraube mit der Abschlusskappe verschraubt ist, wobei die Befestigungsschraube von außen her eingeschraubt ist und sich über ihren Kopf an der Außenfläche der Abschlusskappe abstützt. Hier ist eine direkte Abstützung wie auch eine mittelbare Abstützung möglich. Eine mittelbare Abstützung kommt insbesondere dann zum Einsatz, wenn durch die Befestigungsschraube gleichzeitig eine zur externen Befestigung des Linearantriebes dienende Halterung außen an dem Gehäuse fixiert werden soll. Hier ist beispielsweise an Halterungen zur Fußbefestigung oder zur schwenkbaren Befestigung gedacht.to Realization of a screw can be the filler have at least one threaded hole over which he under Co-operation of a fastening screw with the end cap bolted is, with the fastening screw screwed in from the outside is and is above her head on the outside surface the end cap is supported. Here is a direct support as well as an indirect support possible. A indirect support is used in particular if by the fixing screw at the same time one to the external Mounting the linear drive serving bracket outside to be fixed to the housing. Here is, for example to mountings for foot mounting or for swiveling Fixing thought.
Der Füllkörper kann mittels nur einer oder auch gleichzeitig mittels mehrerer Befestigungsschrauben an der zugeordneten Abschlusskappe fixiert sein. Die Befestigungsschrauben sind hierbei insbesondere axial eingeschraubt.Of the Packing can by means of only one or simultaneously by means of several fastening screws on the assigned end cap be fixed. The fastening screws are particular screwed in axially.
Bei einer Ausgestaltung des Linearantriebes als Arbeitszylinder mit am Kolben angebrachter Kolbenstange wird wenigstens eine aus Abschlusskappe und Füllkörper bestehende Baueinheit verschiebbar von der Kolbenstange durchsetzt. Hier kann dann in vorteilhafter Weise eine die Kolbenstange umschließende, als Hohlschraube ausgebildete Befestigungsschraube zur gegenseitigen Fixierung von Füllkörper und Abschlusskappe herangezogen werden. Diese Hohlschraube kann dann gleichzeitig auch eine oder mehrere Komponenten aus der Gruppe einer Gleitfläche, eines Dichtungsringes und eines Abstreifringes tragen, die am Außenumfang der Kolbenstange anliegen. Die Hohlschraube ist bevorzugt mit allen dreien dieser Komponenten ausgestattet, wobei im Falle einer lösbaren Schraubbefestigung ein rascher Austausch möglich ist, wenn an einer der Komponenten ein Verschleiß auftritt.at an embodiment of the linear drive as a working cylinder with attached to the piston piston rod is at least one of end cap and packing existing assembly displaceable penetrated by the piston rod. Here then can be in advantageous Way a piston rod enclosing, as a hollow screw trained fixing screw for mutual fixation of Packing and end cap are used. These Banjo bolt can then also one or more components at the same time from the group of a sliding surface, a sealing ring and a scraper ring, on the outer circumference of the Abut piston rod. The banjo bolt is preferred with all equipped with three of these components, in the case of a detachable Screw fixing a quick replacement is possible if wear occurs on one of the components.
Durch den Füllkörper hindurch verläuft zweckmäßigerweise auch ein zur gesteuerten Fluidbeaufschlagung des Kolbens dienender Fluidkanal. Diesem ist außen am Gehäuse eine Anschlussöffnung zugeordnet, an der über geeignete Anschlussmittel eine zur Zu- und Abfuhr des Betätigungsfluides dienende Fluidleitung anschließbar ist. Diese Anschlussmittel sind zweckmäßigerweise nicht Bestandteil des Füllkörpers, sondern können an einem die erforderliche Baulänge aufweisenden hülsenförmigen Anschlusselement vorgesehen sein, das in einer Wanddurchbrechung der Abschlusskappe gasdicht befestigt ist, beispielsweise durch Anschweißen oder Anlöten. Auf diese Weise erübrigen sich interne Abdichtungsmaßnahmen zwischen dem Füllkörper und dem diesen umschließenden Gehäuse.By the filling body passes expediently also serving for controlled fluid loading of the piston Fluid channel. This is outside the housing a connection opening assigned to the suitable connection means a for supplying and discharging the actuating fluid serving fluid line is connectable. These connection means are expediently not part of the packing, but can at a the required length having sleeve-shaped Connection element may be provided in a wall opening the end cap is attached gas-tight, for example by Welding or soldering. Spare in this way internal sealing measures between the filler and the enclosing this housing.
Der erfindungsgemäße Linearantrieb ermöglicht eine Realisierung des gesamten Gehäuses mit ein und derselben Wanddicke. Hierbei kann auf sehr dünnwandige Komponenten zurückgegriffen werden, was ein erhebliches Einsparpotential an Material und Gewicht bedeutet. Da der Füllkörper zur Umgebung hin komplett abgeschirmt ist, kann er aus weniger hochwertigem Material bestehen, beispielsweise aus einem Aluminiummaterial oder einem Polymermaterial, insbesondere ein Kunststoffmaterial. Hierbei lassen sich auch Materialien mit besonders geringem Gewicht verwenden.Of the inventive linear drive allows a realization of the entire housing with one and the same Wall thickness. This can be done on very thin-walled components be used, which is a considerable savings potential on material and weight means. As the filler completely shielded from the environment, it can be made of less high quality Material consist, for example, an aluminum material or a polymer material, in particular a plastic material. in this connection You can also use materials with very low weight.
Besonders vorteilhaft ist ein Aufbau des Linearantriebes, bei dem beide Abschlusswände aus je einer in der erfindungsgemäßen Weise mit einem Füllkörper ausgestatteten Abschlusskappe bestehen, mit einem gesonderten Rohrkörper, der sich zwischen den beiden Abschlusskappen erstreckt und beide Füllkörper radial außen ein Stück weit axial übergreift. Die Maßnahmen zur stirnseitigen Anbindung des Rohrstückes können bei beiden Abschlusskappen identisch sein. Bei den Befestigungsmaßnahmen zwischen Abschlusskappe und Füllkörper sind unterschiedliche Realisierungsformen möglich, wobei beispielsweise an der von einer Kolbenstange durchsetzten Stirnseite eine Schraubverbindung mittels Hohlschraube möglich ist, während an der entgegengesetzten Stirnseite eine andere Schraubbefestigung zum Einsatz kommt, beispielsweise unter gleichzeitiger Anbringung einer Halterung zur externen Befestigung des Linearantriebes.Especially advantageous is a structure of the linear drive, in which both end walls from each one in the manner according to the invention with a filler cap equipped exist, with a separate tubular body, which is between the both end caps and both fillers radially overlaps radially outside a piece far. The measures for the frontal connection of the pipe section can be identical on both end caps. Both Fastening measures between end cap and filling body are different forms of realization possible, for example on the penetrated by a piston rod end face a screw By hollow screw is possible while at the opposite end another screw to the Use comes, for example, with simultaneous attachment of a Holder for external attachment of the linear drive.
Die Abschlusskappe kann, insbesondere wenn sie aus Metall besteht, besonders kostengünstig durch ein Drückverfahren oder ein Tiefziehverfahren hergestellt werden.The End cap can, especially if it is made of metal, especially cost by a pressing method or a Deep drawing process can be produced.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:following The invention will be more apparent from the accompanying drawings explained. In this show:
Der
insgesamt mit Bezugsziffer
Der
Linearantrieb
Im
Innern des Gehäuses
Der
Kolben
In
jede Arbeitskammer
Mittels
gesteuerter Zufuhr und Abfuhr eines Antriebsfluides durch die Fluidkanäle
Das
Gehäuse
Der
Durchmesser des Rohrstückes
Die
Verwendung von Edelstahl ermöglicht einen Einsatz in einer
Umgebung, in der aggressive Medien anfallen. Dies gilt beispielsweise
für Anwendungsfelder in der Pharma- und Nahrungsmittelindustrie,
wo Linearantriebe regelmäßig aggressiven Reinigungsmedien
ausgesetzt werden. Für die Kolbenstange
Die
Umfangswand
Die
von Hause aus separaten Gehäusekomponenten
Diese
Verbindung geschieht insbesondere durch eine gasdichte Schweißverbindung
Im
Innern des Gehäuses
Die
in Richtung der Längsachse
Die
Füllkörper
Jeder
Füllkörper
Bevorzugt
ist jeder Füllkörper
Beim
Zusammenbau des Linearantriebes
Es
wäre prinzipiell möglich, eine stoffschlüssige
Verbindung zwischen jeder Abschlusskappe
Vorgezogen
wird allerdings eine auch auf Formschluss basierende Befestigung,
die eine rationellere Fertigungsmethode verspricht. Dies ist beim Ausführungsbeispiel
der Fall. Hier ist jeder Füllkörper
Auf
dieser Basis wäre es beispielsweise denkbar, den Füllkörper
Hiervon
abweichend sieht das Ausführungsbeispiel eine Schraubverbindung
vor. Als Befestigungsmittel
Das
Gewindeloch
Im
Bereich der Gehäusevorderseite kann in vorteilhafter Weise
die von der Kolbenstange
In
vorteilhafter Weise fungiert die Hohlschraube
Tritt
an einer oder mehreren dieser Komponenten ein Verschleiß auf,
kann durch Auswechseln der Hohlschraube
Es
ist möglich, die vorgenannten Komponenten nur teilweise
in der Hohlschraube
Ein
um den Gewindeschaft
Rückseitig
am Linearantrieb
Diese
vorgenannten vier rückseitigen Befestigungsschrauben
Bei
der Halterung
Um
Befestigungsschnittstellen für Halterungen und/oder für
eine direkte externe Befestigung zu definieren, können
in jedem Füllkörper
Verfügt
die Abschlusskappe
Die
von den Anschlussöffnungen
Zwischen
jeder Bodenwand
In
dem Übergangsbereich
Während
beim Ausführungsbeispiel beide Abschlusswände
Exemplarisch
sind die Seitenwände
Um
eine weitere Gewichtsersparnis zu erzielen, kann die Kolbenstange
hohl ausgebildet sein. Das Außengewinde
Nach
dem erfindungsgemäßen Konzept lässt sich
eine sehr glatte Außenfläche des Gehäuses
Abgesehen
von den in der Bodenwand erforderlichen, der Befestigung dienenden
Wanddurchbrechungen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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