DE202004016408U1 - Device for generating a movement with a piston-cylinder unit - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung mit einer Kolben-Zylinder-Einheit, die einen angetriebenen Kolben (10) umfaßt, der in einem schwenkbar gelagerten Zylinder (20) verschieblich geführt ist, wobei der Kolben (10) eine Kolbenstange (12) aufweist, die zumindest bereichsweise als Zahnstange (14) ausgeführt ist oder mit einer Zahnstange in Verbindung steht, mit einem drehbar gelagerten Zahnrad (30), das mit der Zahnstange (14) kämmt sowie mit einer Arretierungs- (40) oder Bremsvorrichtung, mittels derer die Drehbewegung des Zahnrades (30) unterbunden oder gebremst werden kann.Facility for generating a movement with a piston-cylinder unit, which comprises a driven piston (10) which pivots in one mounted cylinder (20) is displaceably guided, wherein the piston (10) a piston rod (12) which at least partially as Rack (14) executed is or communicates with a rack, with one rotatable mounted gear (30) which meshes with the rack (14) and with a locking (40) or braking device by means of which the rotational movement of the gear (30) are prevented or braked can.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung mit einer Kolben-Zylinder-Einheit.The The invention relates to a device for generating a movement with a piston-cylinder unit.
Derartige Einrichtungen umfassen üblicherweise eine Kolben-Zylinder-Einheit, bei der entweder der Zylinder oder der Kolben ortsfest angeordnet ist und das andere der Bauteile aufgrund hydraulischer oder pneumatischer Kräfte eine Bewegung ausführt. Bei vorbekannten Kolben-Zylinder-Einheiten ist es bekannt, dass der Kolben je nach Druckbeaufschlagung der an den Kolben angrenzenden Zylinderräume linear bewegt wird, und zwar entweder in den Zylinder eingezogen oder aus diesem ausgeschoben wird. Die Einsatzbereiche derartiger Kolben-Zylinder-Einheiten sind sehr vielfältig. Exemplarisch ist der Bereich der Ölhydraulik zu nennen. Vorbekannten Kolben-Zylinder-Einheiten haftet der Nachteil an, dass durch Druckbeaufschlagung eines an den Kolben grenzenden Zylinderraumes stets nur eine lineare Bewegung des Kolbens realisierbar ist. Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einrich tung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass deren Funktionalität verbessert und somit deren möglicher Einsatzbereich vergrößert wird.such Facilities usually include a piston-cylinder unit in which either the cylinder or the piston is arranged stationary and the other of the components due hydraulic or pneumatic forces performs a movement. at Prior art piston-cylinder units, it is known that the Piston depending on the pressure applied to the piston adjacent cylinder spaces moved linearly, either fed into the cylinder or ejected from it. The areas of application of such Piston-cylinder units are very diverse. Exemplary is the Area of oil hydraulics to call. Prior art piston-cylinder units have the disadvantage that by pressurizing a bordering on the piston Cylinder space always only a linear movement of the piston realized is. It is the object of the invention, a Einrich tion of the above further develop the type mentioned in that their functionality improves and thus their possible Field of application is increased.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer Bewegung mit einer Kolben-Zylinder-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass die Kolben-Zylinder-Einheit einen angetriebenen Kolben umfaßt, der in einem schwenkbar gelagertem Zylinder verschieblich geführt ist, wobei der Kolben eine Kolbenstange aufweist, die zumindest bereichsweise als Zahnstange ausgeführt ist oder mit einer Zahnstange in Verbindung steht. Die Einrichtung weist ferner ein drehbar angeordnetes Zahnrad auf, das mit der Zahnstange kämmt. Des weiteren ist eine Arretierungs- oder Bremsvorrichtung vorgesehen, mittels derer die Drehbewegung des Zahnrades unterbunden oder gebremst werden kann. Der Antrieb des Kolbens im Zylinder ist beliebig. Denkbar sind pneumatische oder auch hydraulische Antriebe.These Task is by a device for generating a movement with a piston-cylinder unit with the features of the claim 1 solved. Thereafter, it is provided that the piston-cylinder unit is a driven Piston covers, the is slidably guided in a pivotally mounted cylinder, wherein the piston has a piston rod, at least partially designed as a rack is or communicates with a rack. The device further comprises a rotatably mounted gear which is connected to the rack combs. Furthermore, a locking or braking device is provided, by means of which prevented or braked the rotational movement of the gear can be. The drive of the piston in the cylinder is arbitrary. Conceivable are pneumatic or hydraulic drives.
Wird die Arretierungs- oder Bremsvorrichtung nicht betätigt, das heißt kann das Zahnrad frei drehen, führt die Bewegung des Kolbens im Zylinder zu einem Ausschieben oder Einziehen der Zahnstange und somit zu einer entsprechenden Drehung des Zahnrades. Wird jedoch die freie Bewegbarkeit des Zahnrades unterbunden, entweder weil das Zahnrad arretiert wird oder die Drehbewegung des Zahnrades gebremst erfolgt, führt der Antrieb des Kolbens beispielsweise durch Druckbeaufschlagung der entsprechenden Zylinderräume dazu, dass der Zylinder um seine Schwenkachse eine Schwenkbewegung ausführt. Die Erfindung ermöglicht es somit, durch Arretierung oder Bremsen des genannten Zahnrades der Ein- bzw. Ausschubbewegung des Kolbens eine Drehbewegung der Kolben-Zylinder-Einheit um die Schwenkachse des Zylinders zu überlagern. Auf diese Weise wird eine Kolben-Zylinder-Einheit bereitgestellt, die einen weiteren Freiheitsgrad aufweist. Im Gegensatz zu üblichen Kolben-Zylinder-Einheiten ist nicht nur eine lineare Bewegung des Kolbens, sondern auch eine Schwenkbewegung der Kolben-Zylinder-Einheit möglich. Dazu ist kein weiterer Antrieb erforderlich. Es ist möglich, den Kolben zweiseitig wirkend auszuführen, so daß eine Schwenkbewegung in beide Drehrichtungen, das heißt im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn möglich ist.Becomes the locking or braking device is not actuated, the is called can turn the gear freely, leads the movement of the piston in the cylinder to a pushing out or pulling in the rack and thus to a corresponding rotation of the gear. However, if the free mobility of the gear is prevented, either because the gear is locked or braked the rotational movement of the gear takes place the drive of the piston, for example by pressurization the corresponding cylinder chambers in that the cylinder pivots about its pivot axis performs. The invention allows it thus, by locking or braking of said gear the input or Ausschubbewegung of the piston a rotational movement of the To superimpose piston-cylinder unit around the pivot axis of the cylinder. In this way, a piston-cylinder unit is provided, which has a further degree of freedom. Unlike usual Piston-cylinder units is not just a linear movement of the Piston, but also a pivoting movement of the piston-cylinder unit possible. To no further drive is required. It is possible to use the piston on two sides to perform effectively, so that one Pivoting movement in both directions of rotation, ie clockwise and in the Counterclockwise possible is.
Die Arretierungsvorrichtung kann einen oder mehrere Vorsprünge aufweisen. Sie ist in eine Arretierungs- und in eine Freigabestellung schaltbar, wobei die Vorsprünge in der Arretierungsstellung mit dem Zahnrad kämmen und dieses gegen Verdrehen fixieren. Als Bremsvorrichtung ist jede geeignete Einrichtung denkbar, die der Drehbewegung des Zahnrades eine Gegenkraft entgegensetzt.The Locking device may have one or more projections. It is switchable into a locking and a release position, the projections in the locking position mesh with the gear and fix it against rotation. As a braking device, any suitable device is conceivable, the the rotational movement of the gear opposes a counter force.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Arretierungsvorrichtung einen Kolben oder Stößel aufweist, der in einem Gehäuse längsverschieblich geführt ist und an dessen Endbereich sich ein oder mehrere Vorsprünge befinden. Der Kolben oder Stößel kann sich radial zur Drehachse des Zahnrades erstrecken.Farther can be provided that the locking device a piston or has plungers, in a housing is guided longitudinally displaceable and at its end region are one or more projections. The piston or plunger can extend radially to the axis of rotation of the gear.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwenkachse des Zylinders und die Drehachse des Zahnrades durch einen gemeinsamen Schwenkbolzen gebildet werden. Denkbar ist selbstverständlich auch, dass unterschiedliche Drehachsen bzw. Schwenkachsen vorliegen. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind diese miteinander fluchtend ausgeführt.In A preferred embodiment of the invention is provided that the Swivel axis of the cylinder and the axis of rotation of the gear through a common pivot pin are formed. Of course, it is also conceivable that different axes of rotation or pivot axes are present. In preferred embodiment of the invention, these are aligned with each other executed.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Einrichtung eine Halterung oder ein Gehäuse auf, an dem die Kolben-Zylinder-Einheit montiert ist. Dabei kann der Schwenkbolzen in einer Bohrung der Halterung montiert sein. Die Lagerung von Zylinder und Zahnrad kann mittels Kugellagern oder Gleitlagern auf dem Schwenkbolzen erfolgen. Grundsätzlich sind beliebige Lager einsetzbar.In Further embodiment of the invention, the device has a Bracket or a housing on which the piston-cylinder unit is mounted. It can the pivot pin to be mounted in a bore of the bracket. The storage of cylinder and gear can be done by means of ball bearings or Bearings are made on the pivot pin. Basically any bearing can be used.
Wie oben ausgeführt, ist die Schwenkbewegung des Zylinders einer Ein- bzw. Ausschubbewegung des Kolbens relativ zum Zylinder überlagert. Sie führt damit zu einer Änderung der Längsposition des Kolbens. Sofern diese Kopplung unerwünscht ist, kann vorgesehen sein, dass eine weitere Zahnstange angeordnet ist, die mittels einer Antriebseinheit längsverschiebbar ausgeführt ist und die in wenigstens einer Position mit dem Zahnrad kämmt. Durch Betätigung der weiteren Zahnstange wird das Zahnrad in eine Drehbewegung versetzt, die derart erfolgt, daß die ursprüngliche oder eine andere gewünschte Kolbenposition bzw. Position der Kolbenstange erreicht wird. Somit dient die weitere Zahnstange dazu, die Zwangskopplung zwischen Zahnstange und Zahnrad zu unterbrechen, vorzugsweise ist die weitere Zahnstange in zwei Richtungen hin und her bewegbar ausgeführt. Entsprechend der obigen Ausführungen dient die weitere Zahnstange dazu, ein Verschwenken des Zylinders der Einrichtung zu ermöglichen, ohne dass eine Längsverschiebung des Kolbens relativ zum Zylinder eintritt. An Stelle einer weiteren Zahnstange sind auch beliebige andere Mittel möglich, mittels derer auf das Zahnrad eingewirkt werden kann.As stated above, the pivotal movement of the cylinder is superimposed on an input or Ausschubbewegung of the piston relative to the cylinder. It thus leads to a change in the longitudinal position of the piston. If this coupling is undesirable, it can be provided that a further rack is arranged, which is designed to be longitudinally displaceable by means of a drive unit and which meshes with the gear in at least one position. By actuating the additional rack, the gear is set in a rotational movement, which takes place in such a way that the original or another desired piston position or position of the piston rod is achieved. Thus, the other rack is used to interrupt the positive coupling between the rack and gear, preferably, the other rack is designed to move back and forth in two directions. According to the above embodiments, the further rack serves to allow pivoting of the cylinder of the device without longitudinal displacement of the piston relative to the cylinder. In place of another rack and any other means are possible by means of which can be acted upon the gear.
Die weitere Zahnstange kann in einem Gehäuse längsverschieblich aufgenommen sein, wobei das Gehäuse an der Halterung oder an einer anderen geeigneten Position montiert ist. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die weitere Zahnstange nicht schwenkbar angeordnet. Denkbar ist es, dass die weitere Zahnstange in wenigstens einem Schwenkwinkel der Zahnstange zu dieser parallel verläuft. Dies könnte beispielsweise im eingeschwenkten Zustand der Einrichtung bzw. des Zylinders der Kolben-Zylinder-Einheit der Fall sein.The Another rack can be added longitudinally displaceable in a housing be the case mounted on the bracket or in another suitable position is. In a preferred embodiment of the invention, the other Rack is not pivotally mounted. It is conceivable that the another rack in at least one pivot angle of the rack parallel to this. this could For example, in the pivoted state of the device or the Cylinders of the piston-cylinder unit will be the case.
Wie oben ausgeführt, kann der in dem schwenkbar angeordnetem Zylinder verschieblich geführte Kolben hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein. Grundsätzlich sind beliebige Antriebstechniken einsetzbar.As stated above can the displaceably guided in the pivotally mounted cylinder piston be driven hydraulically or pneumatically. Basically any drive technology can be used.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Kolben um einen zweiseitig wirkenden Kolben, so daß dieser aus- und eingeschoben werden kann bzw. so daß der Zylinder in beiden Richtungen, das heißt im Uhrzeigersinn sowie auch im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt werden kann. Entsprechendes gilt für die oben genannte weitere Zahnstange, die in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ebenfalls in zwei Richtungen hin und her bewegbar ist.In Preferred embodiment of the invention is in the Piston around a two-sided piston, so that this can be removed and inserted or so that the cylinder in both directions, this means can be pivoted clockwise as well as counterclockwise. The same applies to the above-mentioned further rack, which in a preferred embodiment of Invention is also movable in two directions back and forth.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:Further Details and advantages of the invention will be apparent from a in the Drawing illustrated embodiment explained in more detail. It demonstrate:
Die
Zahnstange
Der
Schwenkbolzen
Aus
Wie
aus
Die
Funktionsweise der in
Wird
jedoch die Arretierungsvorrichtung
Das
Verschwenken des Zylinders
Die
weitere Zahnstange
Mittels
Bewegung der weiteren Zahnstange
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