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Hub- oder Verschiebevorrichtung mit flexiblem Zylinder aus schlauchartigem
Werkstoff Die Erfindung-betrifft eine Hub- oder Verschiebevorrichtung mit einem
flexiblen Zylinder aus schlauchartigem Werkstoff, der durch Druckmittelzufuhr Hub-
bzw. Verschiebearbeit leistet, wobei er in seiner Ausgangsstellung durch feste Rollen
mit Kreisprofil nahezu 'auf seinem gesamten Umfang formschlüssig umfaßt wird.
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Bei einer bekannten Hubvorrichtung dieser Art wird ein auf einer Trommel
in flachen Windungen aufgewickelter flexibler Zylinder aus schlauchartigem Werkstoff
durch Abwickeln von der Trommel und gleichzeitige Preßluftzufuhr zu seinem Innern
zu einem starren Zylinder verformt und nach oben bewegt. Auf einer an der vorderen
Zylinderstirnwand angeordneten Plattform können dann Lasten gehoben werden. Durch
allmähliches Ablassen der Preßluft aus dem in dieser Weise angehobenen bzw. ausgefahrenen
Zylinder und gleichzeitiges Aufwickeln des flexiblen Zylinders an dem nicht belasteten
unteren Ende kann die Plattform in ihre Ausgangs-Stellung zurückversetzt werden
und die Vorrichtung infolgedessen auch zum Absenken von Lasten benutzt werden. Der
Zylinder aus schlauchartigem Werkstoff ist dabei in seiner Ausgangsstellung durch
feste Rollen mit Kreisprofil nahezu auf seinem gesamten Umfang formschlüssig umfaßt.
Diese bekannte Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der Zylinderbei seiner Hubbewegung
durch ungleichmäßige Lastverteilung oder kaum zu vermeidende Ungenauigkeiten des
Hubvorgangs Seitenbewegungen ausführen und umkippen kann. Daher kann ihr eine genaue
Hubarbeit sowie eine Hubarbeit, bei der größere Höhenunterschiede zu überwinden
sind; nicht zugemutet werden.
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Erfindungsgemäß ist die Hub- oder Verschiebevorrichtung der vorgenannten
Art so ausgebildet, daß in der Ebene der festen Rollen ein an einer feststehenden
Kolbenstange angeordneter ortsfester Kolben abdichtend an der Innenwand des Zylinders
anliegt, wobei die vordere Zylinderstirnwand an der Kolbenstange abdichtend geführt
ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet gegenüber der vorstehend geschilderten
bekannten Vorrichtung den Vorteil, daß sie infolge der Führung des flexiblen Zylinders
zwischen dem ortsfesten Kolben und der an der Kolbenstange geführten vorderen Zylinderstirnwand
außer Hubbewegungen auch waagerechte Verschiebebewegungen sowie eine genaue Richtung
und Begrenzung dieser Bewegungen ermöglicht. Außerdem läßt sie auch Hübe von großer
Höhe zu.
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Die Kolbenstange kann im Bereich des Hub- oder Verschiebeweges gerade
ausgebildet sein. In diesem Falle wird eine geradlinige Hub- oder Verschiebebewegung
erzielt.
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Die Kolbenstange kann - jedoch im Bereich des Hub- oder Verschiebeweges
auch kreisförmig oder schraubenförmig angeordnet sein, wenn eine kreisförmige oder
schraubenförmige Bewegung gewünscht wird.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Hub- oder Verschiebevorrichtung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 eine teilweise
im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Hubvorrichtung, F i g. 2 einen Querschnitt
nach der Linie II-II in F i g. 1, F i g. 3 eine Verschiebevorrichtung im Längsschnitt
als zweites Ausführungsbeispiel und F i g. 4 einen Schnitt durch eine Vorrichtung
mit kreisförmig oder schraubenförmig verlaufender Kolbenstange als drittes Ausführungsbeispiel.
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Die Hubvorrichtung nach F i g. 1 und 2 weist eine feststehende Kolbenstange
1 auf, die mit ihrem oberen Ende 2 in geeigneter Weise, z. B. mittels eines Auges
und eines durchgreifenden Bolzens, an der Dachkonstruktion 3 des Gebäudes gelagert
ist, in dem die Hubvorrichtung arbeiten soll. Das untere Kolbenstangenende 4, auf
dem der mit Dichtungen versehene Kolben 5 angeordnet ist, greift durch die Stirnwand
6 in einen flexiblen Zylinder 7 ein, an dessen Innenwand der Kolben dichtend geführt
ist. Der Zylinder 7 und die Kolbenstange 1 bilden die wesentlichen Teile
eines Kolbenmotors, der in F i g. 1 in seiner Ausgangsstellung dargestellt ist.
Durch eine Leitung 8 kann dem vorderen Zylinderende Druckmittel (Preßluft-oder Druckflüssigkeit)
zugeführt werden. Die Druckmittelzufuhr kann jedoch auch durch die hohl ausgebildete
Kolbenstange erfolgen.
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Der Zylinder 7 besteht in bekannter Weise aus einem biegsamen, schlauchartigen
Werkstoff, der im Bedarfsfalle durch Gewebe- oder Metalldrahteinlagen oder -umhüllungen
verstärkt ist, damit er unter der
Einwirkung des vom Druckmittel
ausgeübten überdrucks keine die Dichtigkeit zwischen Zylinder und Kolben beeinträchtigende
elastische Dehnung erfährt. Doch ist der Werj4off des Zylinders oder wenigstens
| seines inneren Zy ' . gewählt, daß er mit |
| dem Werkstoff des . er Kolbendichtun- |
gen zusammen gute Gleiteigenschaften ergibt. Unter den bekannten Kunststoffen gibt
es mehrere, welche
| die geforderten guten 9Ieitei enschaften sowie die |
| notwendige Biegs 'gkeit aufweisen. In |
| der waagerechten Ebene durch den feststehenden |
Kolben 5 sind zwei feste Rollen 18 angeordnet,. die, wie F i g. 2 erkennen läßt,
halbkreisförmiges ` Profil aufweisen und damit den Zylinder 7 nalü' atü seinem gesamten
Umfange formschlüssig umfassen. Dadurch wird erreicht, daß auch durch ein hochgespanntes
Druckmittel der Zylinder an seiner Berührungsstelle mit dem Kolben nicht so weit
elastisch gedehnt werden kann, daß die Dichtigkeit zwischen beiden nicht mehr gewährleistet
wäre.
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Der Zylinder 7 ist in seiner Ausgangsstellung in seiner wesentlichen
Länge in Windungen in einem Speicherraum oder Speicherbehälter 10 angeordnet.
Bei Druckmittelzufuhr durch die Leitung 8 über ein nicht gezeichnetes Steuerorgan
bewirkt der auf die Gylinderwand 6 ausgeübte innere Druck, daß der Zylinder 7 sich
in Richtung des Pfeiles 12 verschiebt und dadurch einen mit der Zylinderwand durch
eine Traverse 13 verbundenen Lastträger 14, z. B. einen Fahrstuhl od. dgl., hebt,
der mittels Rollen oder Gleitführungen 15 an den Führungsschienen
16 geführt ist. Durch Ablassen des Druckmittels aus dem Zylinder 7 kehrt
dieser unter der Wirkung seines Eigengewichts und der Totlast der Hubvorrichtung
wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß für die Unterbringung des Zylinders
in Hubrichtung wesentlich weniger Raum notwendig ist als bei den üblichen starren
Zylindern. Der Zylinder aus biegsamem Werkstoff ist in dem Behälter 10 in
Windungen gespeichert, die, wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen worden sind,
ungeordnet verlaufen. Man kann den biegsamen Zylinder jedoch auch auf dem Umfang
einer drehbaren, nach Art einer Kabeltrommel ausgebildeten Trommel unterbringen,
die infolge des Vorhandenseins eines Antriebes (z. B. einer Torsionsfeder) den Zylinder
wie einen Schlauch aufwickelt; dann ist die Gewähr für einen geregelten Ab- und
Rücklauf des schlauchartigen Zylinders in geordneten Windungen gegeben.
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Die in F i g. 1.links von der Plattform 14 angeordnete Hubvorrichtung
kann, wie gestrichelt angedeutet, zusätzlich auch rechts angeordnet sein, um die
Führungen 15 und Führungsschienen 16 zu entlasten und die Hubkraft zu erhöhen.
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Die Anordnung des Zylinders aus biegsamem Werkstoff in einem Speicherraum
nach F i g. 1 ist vorteilhaft, wenn die Hubvorrichtung von einer begehbaren Ebene
aus (die in der Deckfläche des Speicherraums 10 liegt) aufwärts fördern soll.
Falls die Hubvorrichtung jedoch von einer begehbaren Ebene aus in einem Schacht
abwärts fördern soll, dann ist es in der Regel günstiger und liegt im Rahmen der
Erfindung, den biegsamen Zylinder frei in dem Schacht parallel zu dem festen Zylinder
1 außerhalb des Hubweges hängen zu lassen.
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Die in F i g. 3 im Längsschnitt dargestellte Verschiebevorrichtung
weist eine feststehende Kolbenstange
1 auf, die an ihrem linken Ende
2 mittels eines Auges und Bolzens an einer Wand 3 starr gelagert ist. Am
rechten Ende befindet sich der mit Kolbenringen oder Dichtungen versehene ortsfeste
Kolben 5, auf dem der bewegliche Zylinder 7 aus biegsamem, schlauchartigem Werkstoff
dichtend geführt ist. Das Ende des Zylinders ist durch die Stirnwand 6
| i,." rch eine Schlauchleitung 8 kann |
| . . . rderen Zylinderende zugeführt |
oder aus diesem abgelassen werden. Auch hierbei umfassen zwei Profilrollen 18 in
der Ebene des Kolbens 5 formschlüssig den Außenmantel des Zylinders 7.
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Die zwischen dem linken Ende 2 und dem Kolben 5 etwa waagerechte Kolbenstange
1 setzt sich in einer Verlängerung 11 fort, die über eine 90°-Krümmung und ein anschließendes
gerades Stück in ein etwa halbkreisförmig gekrümmtes Stück übergeht, dessen Ende
an einem Widerlager 20 fest gelagert ist. Die Kolbenstange ist also zwischen
den Festpunkten 2 und 20 starr eingespannt.
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Der biegsame Zylinder 7 ist (in der gezeichneten ganz ausgefahrenen
Stellung) über den Kolben 5 hin= aus etwas nach rechts verlängert und durch eine
auf der Kolbenstange 11 dichtend geführte Stirnwand 21 abgeschlossen, in die eine
Schlauchleitung 22 für die Zufuhr oder Abfuhr des Druckmittels eingelassen ist.
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In der Ausgangsstellung der Vorrichtung befindet sich die Stirnwand
6 in unmittelbarer Nähe des Kolbens 5 und die Stirnwand 21 neben dem Widerlager
20. Durch Druckmittelzufuhr über die Leitung 8 verschiebt sich der
Zylinder in Richtung des Pfeiles 23 bis in die in F i g. 3 gezeichnete Endstellung.
Die Umkehrung dieser Bewegung wird erreicht, indem durch ein nicht gezeichnetes
Steuerorgan die Leitung 8 mit einer Druckmittelabführungsleitung verbunden wird
und über die Leitung 22 Druckmittel zugeführt wird. Dann verschiebt sich der Zylinder
in Richtung des Pfeiles 24 nach rechts, bis die an dem gekrümmten Kolbenstangenteil
11 geführte Stirnwand 21 bis in die Nähe des festen Anschlages 20 gelangt.
Dann befindet sich die Stirnwand 6 in unmittelbarer Nähe des Kolbens 5 und damit
der Zylinder 7 wieder in seiner Ausgangsstellung. Der nutzbare Verschiebeweg liegt
also in dem Bereich zwischen dem Kolben 5 und dem Festpunkt 2 der Kolbenstange.
Auch hierbei ist der Zylinder in seiner Ausgangsstellung durch Ausnutzung seiner
Biegsamkeit außerhalb des Verschiebeweges in einem Speicherraum oder -behälter 10
angeordnet, er kann jedoch auch von dem Verschiebeweg lotrecht abgelenkt geführt
werden, wenn die räumlichen Verhältnisse dies zulassen.
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Durch die geschilderte Verschiebevorrichtung können Verschiebevorgänge
in horizontaler oder geneigter Richtung bei Maschinenteilen (z. B. Schiebern) oder
Bauteilen aller Art mit regelbarer und leicht änderbarer Geschwindigkeit durchgeführt
werden.
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Bei der Verschiebevorrichtung nach F i g. 4 ist die feststehende Kolbenstange
26 entweder in einem nicht ganz geschlossenen Kreis oder in einer oder mehreren
Schraubenwindungen angeordnet und mit dem festen Widerlager 20 starr verbunden.
Der bewegliche Zylinder 7 aus biegsamem, schlauchartigem Werkstoff ist mit seiner
Innenwand dichtend auf einem Kolben 5 und mit den an seinen beiden Enden angeordneten
Stirnwänden 27 und 28 dichtend auf der Kolbenstange geführt. Durch Schlauchleitungen
22, die in die Stirnwände eingelassen sind, kann die
Druckmittelzufuhr
zu den beiden Enden des beweglichen Zylinders von einem Steuerorgan aus gesteuert
werden. Die Profilrollen 18 umschließen den Außenmantel des Zylinders formschlüssig
in der Ebene des Kolbens 5.
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In der Ausgangsstellung der Verschiebevorrichtung befindet sich die
Stirnwand 27 in der Nähe des Kolbens 5. Durch Druckmittelzufuhr verschiebt sich
der bewegliche Zylinder in Richtung des Pfeiles 29, soweit die Kolbenstange 26 dies
zuläßt. Ist diese kreisförmig ausgebildet, dann beträgt der Verschiebeweg etwas
weniger als eine volle Umdrehung. Wenn die Kolbenstange jedoch in Schraubenwindungen
angeordnet ist, dann kann der bewegliche Zylinder einen diesen Windungen entsprechenden
Verschiebeweg ausführen. Die Rückwärtsbewegung des Zylinders in Richtung des Pfeiles
30 wird dadurch erreicht, daß das von der Stirnwand 27 begrenzte Zylinderende entlüftet
und dem durch die Stirnwand 28 abgeschlossenen Zylinderende Druckmittel zugeführt
wird. Dann wird der vorstehend geschilderte Bewegungsvorgang umgekehrt, und der
bewegliche Zylinder gelangt in seine Ausgangsstellung zurück. Die Zylinderwände
27 und 28 können durch Arme 32, die auf der Achse 33
drehbar
und gegebenenfalls (sofern die Kolbenstange in Schraubenwindungen angeordnet ist)
verschiebbar sind, geführt werden.
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Die in F i g. 4 dargestellte Verschiebevorrichtung kann benutzt werden,
um z. B. durch Drehbewegungen Schieber oder Bunkerverschlüsse zu betätigen oder
durch kombinierte Dreh- und Längsverschiebungen Spindeldrehungen auszuführen. Sie
kann auch, nur drehend arbeitend, an Stelle der bekannten Drehkolben Anwendung finden.
Der zu betätigende Maschinentel wird mit der Stirnwand 27 oder den Armen 32 verbunden
und dadurch den gewünschten Dreh- oder Dreh- und Verschiebebewegungen ausgesetzt.