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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstützung einer frei tragenden Last an dem vorderen Ende von Linearantrieben, insbesondere von mit einem Druckmittel beaufschlagbaren Teleskopzylindern mit mindestens zwei Teleskopstufen mit ineinander verschiebbaren Kolben und Ringräumen.
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Pneumatisch und/oder hydraulisch betätigte Zylinder mit Kolbenstangen in einfacher oder auch teleskopierender Bauform werden in der Regel zur Erzeugung einer geradlinigen Kraft eingesetzt. Dabei dürfen keinerlei Querkräfte oder Momente auf die Kolbenstangen einwirken, da dadurch die sich in den Zylindern befindlichen Dichtungen sehr starken Belastungen ausgesetzt werden, was zu einem schnellen und erhöhten Verschleiß der Dichtungen und zum Ausfall des jeweiligen Zylinders führt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, insbesondere eine Vorrichtung der angegebenen Gattung zu schaffen, die dazu geeignet ist, radial bzw. quer auf das vordere Ende von Teleskopzylindern bzw. das Ende der am weitesten ausfahrenden Kolbenstange einwirkende Kräfte oder Momente aufzunehmen, ohne dass eine Belastung auf die sich in den Teleskopzylindern befindlichen Dichtungen auftritt, wobei ein übermäßiger und schneller Verschleiß der Dichtungen und ein daraus resultierender Ausfall des jeweiligen Teleskopzylinders nahezu ausgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.
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Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die erfindungsgemäße, einerseits mittelbar oder unmittelbar an dem Zylindergehäuse des Teleskopzylinders und andererseits unmittelbar an dem vorderen Ende der Kolbenstange der Teleskopstufe mit der kleinsten Kolbenfläche angreifende Vorrichtung weist teleskopartig in axialer Richtung verfahrbare, den Teleskopstufen des jeweiligen Teleskopzylinders zugeordnete Abstützeinrichtungen auf. Dies ermöglicht die Aufnahme einer bestimmten freitragenden Masse am vorderen Ende von Teleskopzylindern und erweitert das Einsatzgebiet von pneumatisch und hydraulisch betätigten Teleskopzylindern.
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Der jeweilige Teleskopzylinder kann in eine Längsmittelbohrung eines rohrartigen, im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Aufnahmeelements formschlüssig eingesetzt sein, an dem die verfahrbare erste, der der Teleskopstufe mit der größten Kolbenfläche zugeordneten Abstützeinrichtung angeordnet ist, wobei jede weitere Abstützeinrichtung jeweils an der verfahrbaren, der vorhergehenden Teleskopstufe zugeordneten Abstützeinrichtung axial verfahrbar gelagert ist.
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Die der Teleskopstufe mit der größten Kolbenfläche zugeordnete erste Abstützeinrichtung kann aus zwei an zwei parallelen Seiten des Aufnahmeelementes befestigbaren Führungseinheiten bestehen, an denen eine Abstützeinheit verschiebbar geführt ist, an deren einem Ende die sich an die erste Abstützeinrichtung anschließende Abstützeinrichtung gelagert ist. Die verschieb- bzw. verfahrbare Abstützeinheit in Verbindung mit den an dem Aufnahmeelement befestigten Führungseinheiten gewährleistet eine sehr stabile erste Abstützeinrichtung, die zur Aufnahme von relativ hohen Kräften und Momenten ausgelegt ist.
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Dabei können die Führungseinheiten jeweils eine an die parallelen Seiten des Aufnahmeelementes anschraubbare Platte aufweisen, an deren von den parallelen Seiten des Aufnahmeelementes abgewandten Seiten jeweils zwei parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete Reihen von Führungselementen und an deren den parallelen Seiten des Aufnahmeelementes zugewandte Seiten jeweils zwei parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete Reihen von Passfedern angeordnet sein können, wobei die Passfedern in längsverlaufenden Nuten in dem Aufnahmeelement eingreifen. Die Führungseinheiten sorgen für einen geraden Lauf der Abstützeinheit, wobei die Passfedern die Führungseinheiten an dem Aufnahmeelement gegen Verdrehung sichern.
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Für die Realisierung eines exakten und leichten Laufes können die Führungselemente Kugelumlaufführungen sein.
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Die Abstützeinheit kann im Wesentlichen C-förmig mit zwei Seitenelementen und einem dieselben im Bereich des einen Endes der Abstützeinheit miteinander verbindenden Anschlusselement ausgebildet sein, wobei an den zueinander gerichteten parallelen Seiten der Seitenelemente jeweils zwei parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete Reihen von Führungsschienen angeordnet sind, die in den Führungselementen gelagert sind.
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Am freien Ende mindestens eines der Seitenelemente kann ein Anschlagwinkel zur Fahrwegsbegrenzung der ersten Abstützeinrichtung vorgesehen sein. Dieser Anschlagwinkel verhindert ggf. ein unbeabsichtigtes Herausfahren der Führungsschienen aus den Führungselementen.
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Die der ersten Abstützeinrichtung nachfolgende Abstützeinrichtung kann aus zwei parallel verlaufenden, in dem Anschlusselement der Abstützeinheit der ersten Abstützeinrichtung längsverschiebbaren Stangen gebildet sein, deren vordere Enden mit der Kolbenstange der Teleskopstufe mit der kleinsten Kolbenfläche verbunden sind.
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Zur Verbindung der vorderen Enden der Stangen mit der Kolbenstange der Teleskopstufe mit dem kleinsten Kolbendurchmesser kann ein weiteres Anschlusselement vorgesehen sein, an das zentral die Kolbenstange der Teleskopstufe mit dem kleinsten Kolbendurchmesser und mit seitlichem Abstand die beiden vorderen Enden der Stangen angeschlossen sind.
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Zur Führung der Stangen in dem Anschlusselement der ersten Abstützeinrichtung können in dasselbe Führungsbuchsen eingesetzt sein, die einen geraden Lauf der Stangen bzw. der Momentenabstützung der nachfolgenden Teleskopstufe realisieren.
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Die Führungsbuchsen können vorzugsweise Drehmoment-Kugelbuchsen sein, die einen geraden Verlauf der Stangen bei ausgefahrener nachfolgender Teleskopstufe gewährleisten sowie für einen exakten und leichten Lauf der Stangen bzw. der Momentenabstützung der nachfolgenden Teleskopstufe sorgen. Der Aufbau der weiteren Abstützeinrichtung aus Stangen und Drehmoment-Kugelbuchsen in Verbindung mit den Anschlusselementen gewährleistet eine stabile weitere Abstützeinrichtung, die ebenfalls zur Aufnahme von relativ hohen Kräften und Momenten ausgelegt ist.
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Zur Vermeidung eines ggf. unbeabsichtigten Herausfahrens der Stangen aus den Führungsbuchsen kann an dem hinteren freien Ende mindestens einer der Stangen ein Anschlag zur Fahrwegsbegrenzung der Momentenabstützung vorgesehen sein, der zudem zur Mitnahme bzw. zum Verfahren der ersten Abstützeinrichtung dient.
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Zum Schutz der Stangen im eingefahrenen Zustand sämtlicher Abstützeinrichtungen können die Stangen mit ihrem Anschlag bzw. ihren Anschlägen in längsverlaufende Bohrungen im Aufnahmeelement hineinragen.
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Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine Sprengdarstellung einer Vorrichtung in Verbindung mit einem zweistufigen Teleskopzylinder,
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2a und 2b eine Seitenansicht der Vorrichtung mit dem Teleskopzylinder mit jeweils ausgefahrenen Teleskopstufen,
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3a und 3b einen Schnitt nach der Linie III-III in 2a und 2b,
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4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in 2a und 2b,
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5 einen Schnitt nach der Linie V-V in 2b,
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6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in 2a und
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7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in 2b.
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Die in 1a bis 7 dargestellte Vorrichtung 1 ist zur Anbringung an vorzugsweise einen mit einem Druckmittel, wie beispielsweise Luft oder Flüssigkeit, beaufschlagbaren Teleskopzylinder 2 mit zwei Teleskopstufen mit ineinander verschiebbaren Kolben und Ringräumen vorgesehen und dient zur Abstützung einer frei tragenden Last am vorderen Ende 3 des Teleskopzylinders 2.
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Der Teleskopzylinder 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in eine Längsmittelbohrung 4 eines Aufnahmeelementes 5 im Wesentlichen formschlüssig eingesetzt und gelagert. Dabei kann das Aufnahmeelement 5 aus einem rechteckig ausgebildeten Profilrohr gebildet sein und beispielsweise aus Aluminium bestehen.
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Zur Aufnahme von radial auf die jeweilige Kolbenstange 6, 7 einwirkenden Kräfte oder Momente weist die Vorrichtung 1 teleskopartig in axialer Richtung verfahrbare, den Teleskopstufen des jeweiligen Teleskopzylinders 2 zugeordnete Abstützeinrichtungen 8, 9 auf, die einerseits über das Aufnahmeelement 5 an dem Teleskopzylinder 2 und andererseits an dem vorderen Ende 10 der Kolbenstange mit der kleinsten Kolbenfläche angreifen. Selbstverständlich kann die Vorrichtung 1 auch für Teleskopzylinder verwendet werden, die mehr als zwei Teleskopstufen aufweisen, wobei die Anzahl der Abstützeinrichtungen dabei der Anzahl der Teleskopstufen entspricht, worauf später noch einmal kurz eingegangen wird.
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Die verfahrbare erste, der der Teleskopstufe mit der größten Kolbenfläche zugeordneten Abstützeinrichtung 8 ist dabei an dem Aufnahmeelement 5 im vorderen Bereich des zur Kolbenstange 6 der Teleskopstufe mit der größten Kolbenfläche gerichteten Endes des Aufnahmeelementes 5 angeordnet und besteht aus zwei an zwei parallelen Seiten 11, 12 des Aufnahmeelementes 5 befestigten Führungseinheiten 13, 14, die jeweils eine an die parallelen Seiten 11, 12 des Aufnahmeelementes 5 anschraubbare Platte 15 aufweisen. Dabei sind an den den parallelen Seiten 11, 12 des Aufnahmeelementes 5 zugewandten Seiten 16 der Platten 15 jeweils zwei parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete Reihen von Passfedern 17 angeordnet, die in längsverlaufende Nuten 18 in dem Aufnahmeelement 5 eingreifen und die Platten 15 bzw. die Führungseinheiten 13, 14 sicher in ihrer Lage halten und gegen Verdrehung sichern.
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An den von den parallelen Seiten 11, 12 des Aufnahmeelementes 5 abgewandten Seiten 19 der Platten 15 sind jeweils zwei parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete Reihen von Führungselementen 20 angeordnet, die vorzugsweise als Kugelumlaufführungen ausgebildet sind.
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Zur Vervollständigung der ersten Abstützeinrichtung 8 ist eine im Wesentlichen C-förmig ausgebildete Abstützeinheit 21 an den Führungseinheiten 13, 14 verschiebbar geführt. Dabei wird die Abstützeinheit 21 aus zwei Seitenelementen 22 und einem dieselben im Bereich des einen Endes der Abstützeinheit 21 miteinander verbindenden Anschlusselement 23 gebildet, das eine zentrale Öffnung 24 zum Durchtritt der Kolbenstangen 6, 7 aufweist. Zur Führung der Abstützeinheit 21 an den Führungseinheiten 13, 14 bzw. in den Führungselementen 20 sind an den zueinander gerichteten parallelen Seiten 25 der Seitenelemente 22 jeweils zwei parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete Reihen von Führungsschienen 26 angeordnet (entsprechend dem Abstand der zwei parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnete Reihen von Führungselementen 20 der Führungseinheiten 13, 14), die in den Führungselementen 20 gelagert sind.
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Wie bereits erwähnt, ist der Teleskopzylinder 2 in 2 bis 5 mit voll ausgefahrenen Teleskopstufen dargestellt. Bei ganz eingefahrenen Teleskopstufen verdecken die parallel zu den Seiten 11, 12 des Aufnahmeelementes 5 verlaufenden Seitenelemente 22 der Abstützeinheit 21 die Seiten 11, 12 des Aufnahmeelementes 5 im Wesentlichen.
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Die der ersten Abstützeinrichtung 8 nachfolgende Abstützeinrichtung 9 ist an der ersten verfahrbaren Abstützeinrichtung 8 axial verfahrbar gelagert. Dabei besteht die nachfolgende Abstützeinrichtung 9 aus zwei parallel verlaufenden, in dem Anschlusselement 23 längsverschiebbaren Stangen 27, deren vordere Enden 28 mit der Kolbenstange 7 der Teleskopstufe mit dem kleinsten Kolbendurchmesser verbunden sind. Zur Verbindung der vorderen Enden 28 der Stangen 27 mit der Kolbenstange 7 ist ein weiteres Anschlusselement 29 vorgesehen, an das zentral die Kolbenstange 7 und jeweils mit seitlichem Abstand dazu die beiden vorderen Enden 28 der Stangen 27 vorzugsweise mittels Schrauben o. dgl. angeschlossen ist bzw. sind.
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Zur Führung der Stangen 27 in dem Anschlusselement 23 der nachfolgenden Abstützeinrichtung 9 sind in dasselbe Führungsbuchsen 30 eingesetzt, die vorzugsweise Drehmoment-Kugelbuchsen sind und, wie bereits zuvor erwähnt, den geraden Verlauf der Stangen 27 gewährleisten sowie für einen exakten und leichten Lauf beim Ein- und Ausfahren sorgen.
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Bei Teleskopzylindern mit mehr als zwei Teleskopstufen kann jede weitere Abstützeinrichtung beispielsweise im Wesentlichen analog zur nachfolgenden Abstützeinrichtung 9 ausgeführt werden, wobei selbstverständlich die jeweiligen Stangen winklig versetzt zu den Stangen 27 der Abstützeinrichtung 9 angeordnet sind.
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Im eingefahrenen Zustand sämtlicher Teleskopstufen des hier beschriebenen und in 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiels ragen die Stangen 27 der nachfolgenden Abstützeinrichtung 9 zum Schutz derselben in parallel und mit Abstand zur Längsmittelbohrung 4 vorgesehene, längsverlaufende Bohrungen 31 im Aufnahmeelement 5 hinein.
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Auch wenn die Verfahrwege jeder Abstützeinrichtung 8, 9 durch den maximalen Hub der Teleskopstufen des Teleskopzylinders 2 begrenzt sind, können sicherheitshalber auch die Verfahrwege jeder Abstützeinrichtung 8, 9 gesondert begrenzt sein. Dazu kann bei der ersten Abstützeinrichtung 8 am hinteren freien Ende 32 mindestens eines der Seitenelemente 22 ein Anschlagwinkel 33 vorgesehen sein, wobei bei der nachfolgenden Abstützeinrichtung 9 (und ggf. weiterer Teleskopstufen) an dem hinteren freien Ende 34 mindestens einer der Stangen 27 ein Anschlag 35 vorgesehen sein kann, wobei letzterer zudem zur Mitnahme bzw. zum Verfahren der ersten Abstützeinrichtung 8 dient.
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Das Anschlusselement 29 der nachfolgenden Abstützeinrichtung 9 bzw. der letzten Abstützeinrichtung kann zur Aufnahme von Anbauten am vorderen Ende der Abstützeinrichtung 9 mit einer Anflanschplatte 36 o. dgl. versehen werden.
