DE202023001728U1

DE202023001728U1 - Linearantrieb mit Kolbensegmenten

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Publication number: DE202023001728U1
Application number: DE202023001728.9U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-08-02
Filing date: 2023-08-02
Publication date: 2023-10-19
Anticipated expiration: 2033-08-03

Abstract

Linearantrieb mit Kolbensegmenten, zum Heben, Senken oder Verschieben von Lasten, umfassend:
• ein zur Umgebung hin abgedichtetes Gehäuse, welches über eine Öffnung mit lateral wirkender Dichtung verfügt, wobei
• diese Öffnung über eine Führung verfügt welche die aus Ihr austretenden Kolbensegmente seitlich führt, sowie
• diese Öffnung entweder mit einem in der Öffnung axial beweglichen und zum Gehäuse dichten, Kolbensegment mit Deckfläche versehen sein kann, sowie
• einer weiteren Öffnung im Gehäuse, an der der Zulauf eines Druckmediums angeschlossen werden kann, z.B. kommend von einer Hydraulikpumpe, sowie
• Kolbensegmente, die entlang Ihrer Längsachse verschiebbar in die vorgenannte Gehäuse-Öffnung passen und die formschlüssig, lösbar und dicht miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass
• sich ein Kolbensegment, welches sich ganz oder teilweise außerhalb des Gehäuses befindet, mit der Körperachse, welche sich parallel zur Bewegungsrichtung des Arbeitshubes befindet, parallel oder kollinear zu einer Linie bewegt, deren Ursprungsposition und/ oder deren Ausrichtung nicht parallel oder kollinear zur Ursprungsposition und/ oder der Ausrichtung sein muss, die das Kolbensegment mit der gleichen Körperachse während seiner Ausgangsposition im Gehäuse innehatte, wobei
• die Ausgangspositionen der Kolbensegmente, die nicht wie das Kolbensegment (38) Kontakt zum Druck der Umgebung des Gehäuses haben, auf einer Bewegungsbahn wie z.B. in Fig. 11, (B28) innerhalb des Gehäuses sind und
• eine Mechanik vorhanden ist, welche die Kolbensegmente lösbar miteinander verbindet oder trennt

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit Kolbensegmenten. Dieser Linearantrieb hat den Zweck, Lasten anzuheben oder zu verschieben und bei Einsätzen im Feld, wenn es z.B. bei Bergungseinsätzen darum geht, ein handliches Gerät bereitzustellen, welches im Verhältnis zu seinem Gewicht und seiner Gehäuse-Höhe einen großen, nutzbaren Hub bietet. Weitere Gebiete dieses Linearantriebes sind Einsatzfälle, bei denen eine große Hubhöhe für eine begrenzte Zeit benötigt wird. Z.B. ein Fahnenmast, der nach seinem Einsatz wieder im Boden versenkt werden soll, ohne dass zuvor ein Erdloch mit mindestens der Länge des Fahnenmastes gebohrt werden muss. Dasselbe gilt für hydraulische Fahrstuhlantriebe oder Fahrzeuglifte, welche viel Raum zur Aufnahme der Höhe des Arbeitskolbens benötigen. Aber auch Werkzeuge zum Bohren von z.B. Leitungsschächten seitlich von einem Zugangsschacht aus, den Verkehrsfluss begrenzende Poller oder eine Schranke, welche aus Platzgründen nicht drehbar angebracht werden kann.
Stand der Technik
Für das Heben, Senken oder das Verschieben von Lasten finden unter anderem hydraulische Zylinder Anwendung, welche, doppelt oder einfach wirkend, in verschiedenen Längen und Kräften zum Einsatz kommen. Um größere Distanzen zu überbrücken, werden teleskopische Zylinder oder Kaskaden von Zylindern eingesetzt.
Da der Kolben über seinen Bewegungsbereich von einem Zylinder umgeben sein muss, ist eben dieser Bewegungsbereich mit der Länge des Zylinders verbunden, also auf diesen begrenzt. Dies ist vor allem dann ein Nachteil, wenn der verfügbare Abstand zwischen der Aufstellfläche des Zylinders zur Ziel-Höhe der Last größer ist als die Zylinderhöhe selbst, jedoch kleiner, als ein für diesen Einsatzzweck noch praktisch anwendbarer Zylinder. Die Auswahl des Zylinders ist oft beschränkt durch z.B. das manuell gerade noch handhabbare Gewicht des Zylinders und seine Hubkraft.
Bei teleskopischen Zylindern, z.B. Patentnummer FR 00 0002 834 318 A1 , ist zwar eine, relativ zur Gesamthöhe des Teleskops in eingefahrenem Zustand große Hubhöhe erzielbar, doch ist dies mit vielen Nachteilen verbunden. Die Nachteile hierbei sind die mit steigendem Hub segmentweise abnehmende Hubkraft, sowie die sich verändernde Hubgeschwindigkeit, bedingt durch die verschiedenen Volumina der einzelnen Kolbensegmente. Ein weiterer Nachteil ist das Gewicht eines solchen Teleskopzylinders.
Es sind auch Lösungen im Bereich der Hydraulik bekannt, bei denen einzelne Kolbensegmente aneinandergefügt werden, um eine bestimmte Ziellänge zu erreichen. Diese Lösungen haben jedoch oft den Nachteil, dass die einzelnen Kolbensegmente zuvor zusammengebaut werden müssen, bevor Druck auf den Kolben gegeben werden kann. Nach dem Einsatz müssen diese Kolben dann wieder zerlegt werden. Eine solche Lösung ist ähnlich unter der Patentnummer KR 20 2008 004 565 U , oder der CN 00 0215 924 253 U zu finden. Weitere Lösungen mit Kolbensegmenten benötigen zum Betrieb eine Vielzahl von Teilen und Ventilen. Dies macht deren Betrieb kostenintensiv und störungsanfällig.
Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen kompakten Linearantrieb zu entwickeln, welcher eine größere nutzbare Hubhöhe aufweist als die Höhe des Gehäuses plus des längsten sich im Gehäuse befindlichen, einzelnen Kolbensegmentes. Dies bei gleichzeitig möglichst geringem Gewicht, sowie keine von der Hubhöhe abhängigen Sprünge der Kolbenaustrittsgeschwindigkeit und keine sich segmentweise ändernde Hubkraft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Linearantrieb gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 4 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den untergeordneten Ansprüchen zu entnehmen.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Linearantrieb, dessen Gehäuse zur Umgebung hin abgedichtet und über eine Hydraulikpumpe unter Druck setzbar ist. In dem Gehäuse befinden sich Kolbensegmente, die miteinander über eine Mechanik in dem Gehäuse lösbar und zueinander dicht verbunden, sowie voneinander getrennt werden können. Die Kolbensegmente selbst werden von einem allseits beweglichen Zugorgan durchzogen, welches in den Kolben über eine dort befindliche Mechanik, relativ zum Kolbensegment entweder gesperrt oder freigegeben werden kann. Steigt der Druck im Gehäuse, werden die Kolbensegmente, welche sich an der Öffnung des Gehäuses befinden, linear von Gehäuse geführt nach außen in die Umgebung des Gehäuses gedrückt und ziehen dabei über die Verbindung eines allseits beweglichen Zugorgans Kolben aus dem Magazin in dem Gehäuse nach sich. Durch diese Zugbewegung werden die Mechaniken in den Kolbensegmenten und im Gehäuse aktiviert und ziehen die Kolbensegmente vor deren Austritt aus dem Gehäuse zusammen, wobei eine formschlüssige, dichte und lösbare Verbindung entsteht. Je mehr Druck im Gehäuse aufgebaut wird, desto mehr Kolbensegmente werden zusammengesetzt und nach außen gedrückt. Sinkt der Druck im Gehäuse wieder, fährt der zusammengesetzte Kolbenstrang ein, die Kolbensegmente werden voneinander getrennt und in das Magazin geschoben. Das Zugorgan wird beim Heben einer Last, also einer Kraftwirkung senkrecht auf den ersten Kolben, von den Reibungskräften, den Dichtkräften sowie den durch Federn verursachten Kraftanteilen belastet. Die durch die Druckdifferenz des hydraulischen Druckmediums zum Umgebungsdruck verursachte Kraft, die auf die Deckfläche des ersten Kolbensegmentes wirkt, hat daran nur den Anteil, der als Reaktionskraft durch die vorgenannten Kräfte wie Reibung, Federn, etc. wirkt. Soll die Linearantrieb auch Zugkräfte übertragen, so ist dies mit einer in den entsprechenden Kolbensegmenten verbauten Mechanik ebenfalls möglich.
Auf dieser Weise wird eine Hubmechanik in einem Gehäuse untergebracht, welche ohne die Nachteile eines teleskopischen Zylinders, wie die mit der Hubhöhe sich verändernde Traglast sowie die segmentweise sich ändernde Hubgeschwindigkeit, oder dem Raumbedarf und dem Gewicht eine kaskadenförmigen Anordnung von einzelnen Zylindern, oder auch der unhandlichen Länge eines einfachen Zylinders.
In vorteilhafter Weise sind die Kolbensegmente im Magazinbereich des Gehäuses so angeordnet, dass diese mit einer einfach aufzubauenden Mechanik aus Federn und Führungen von dort entnehm- und wieder einsetzbar sind. Dabei werden die Abschnitte des Zugorgans, die sich außerhalb der Kolbensegmente befinden, in entsprechenden Führungen und Vertiefungen des Gehäuses untergebracht, damit diese Anteile nicht zu einer Blockade des Transportsystems des Magazinbereiches führen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind in den Kolbensegmenten Mechaniken untergebracht, welche das Zugorgan, das durch die Kolbensegmente hindurch geht, umlenken und führen. Diese Mechaniken haben auch die Funktion, dass Zugorgan am Durchlaufen durch das Gehäuse des Kolbensegmentes zu hindern, also zu sperren, wenn eine Kraft von außerhalb des Kolbensegmentes auf einen Sperrmechanismus der Mechanik einwirkt. Dabei wird das Zugorgan daran gehindert, sich weiter von dem in der Reihenfolge der Kolbensegmente vor diesem befindlichen Kolbensegment zu entfernen, jedoch wird das Kolbensegment nicht daran gehindert, sich dem Kolbensegment in der Reihe vor ihm zu nähern, also den Abschnitt des Zugorganes zwischen ihm und dem Kolbensegment vor ihm zu verkürzen. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Kolbensegmente miteinander verbunden werden.
Die weitere Ausgestaltung des Sperrelementes in den Mechaniken kann weitere, vorteilhafte Funktionen aufweisen, wie eine zeitlich begrenzte Aufhebung der Sperre, die es dem Kolbensegment ermöglicht eine bestimmte Entfernung zum Kolbensegment in der Reihenfolge vor ihm zurückzulegen, ohne von dem Zugorgan und der Sperre daran gehindert zu werden.
Die vorgenannte Funktion der Sperre in der Mechanik der Kolbensegmente kann in vorteilhafter Weise durch den Einsatz eines Federelementes genutzt werden, welches ein mit ihm verbundenes Kolbensegment nach dem Lösen der Sperre von sich wegstößt. Wenn die Sperre wieder greift, ergibt sich ein Abstand dieses Kolbensegmentes zu dem, das es weggestoßen hat.
Dieser Abstand zweier Kolbensegmente zueinander ermöglicht es in vorteilhafter Weise, von außerhalb der Kolbensegmente in ein Kolbensegment einzugreifen, um auf die Funktionen der dort befindlichen Mechanik zugreifen zu können.
Die Kolbensegmente weisen in vorteilhafter Ausgestaltung eine Kontur auf, die eine lösbare, formschlüssige Verbindung zueinander erlaubt und verfügen zudem über eine Dichtung, welche die Kolbensegmente zueinander abdichtet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Kolbensegmente mit einer Geometrie versehen, welche die Kolbensegmente zueinander lösbar so verbindet, dass die Kolbensegmente ein Drehmoment übertragen können.
Dieses Drehmoment kann für eine weitere Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung z.B. als Träger für ein Drehwerkzeug wie einen Bohrer dienen.
Alternativ kann das Drehmoment in das Gehäuse des Linearantriebes abgeleitet werden, wenn der Querschnitt der Öffnung des Gehäuses sowie in gleicher Weise dazu der Querschnitt der Kolbensegmente nicht rund ausgeführt ist.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung können die Kolbensegmente über eine integrierte Vorrichtung verfügen, welche die Kolbensegmente in deren Längsachsenrichtung zueinander sperrt und somit Zugkräfte auf die Kolbensegmente übertragen kann. Diese Sperre kann über die in den Kolbensegmenten integrierte Mechanik gelöst werden.
Zeichnungen
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben, hierbei zeigt

1 eine isometrische Darstellung des Linearantriebes,
2 zeigt eine Draufsicht auf den Linearantrieb, sowie die Lage der Schnitte B-B und C-C,
3 zeigt mit Schnitt B-B eine Übersicht der Hauptebene der Mechanik für die Montage und Demontage der Kolbensegmente,
4 zeigt mit Schnitt C-C eine Übersicht der Hauptebene des Sicherheitsventiles,
5 zeigt mit Detail D die Funktionsweise des Sicherheitsventils in der Position offen,
6 zeigt mit Detail E die Funktionsweise des Sicherheitsventils in der Position geschlossen,
7 zeigt mit Detail F die Funktionsweise des Sicherheitsventils in der Position geschlossen in Verbindung mit dem letzten Kolbensegment,
8 zeigt eine Explosionsdarstellung des Lineartriebes,
9 zeigt mit Detail K eine Explosionsdarstellung des Systemträgers und seiner Komponenten aus 8,
10 zeigt eine Draufsicht auf das Gehäuse ohne das Gehäuse-Oberteil (5) mit Blick auf den Magazinbereich, in dem die Kolbensegmente gelagert sind, sowie einem Durchbruch mit Blick auf das Kolbensegment, welches gerade an Federelement (4) anliegt,
11 zeigt ein Funktionsschema der Federkräfte des Magazinbereiches
12 zeigt die Explosionsdarstellung eines Kolbensegmentes und dessen Mechanik,
13 zeigt die Draufsicht auf ein Kolbensegment sowie die Lage der Schnitte H-H, I-I und G-G,
14 zeigt mit Schnitt G-G durch ein Kolbensegment die Ebene, in der das Zugorgan (29) geführt wird,
15 zeigt mit Schnitt I-I durch ein Kolbensegment die Ebene, in welcher die Mechanik in dem Kolbensegment mit der Sperre in Position offen dargestellt wird,
16 zeigt mit Schnitt H-H durch ein Kolbensegment die Ebene, in welcher die Mechanik in dem Kolbensegment mit der Sperre in Position geschlossen dargestellt wird,
17 zeigt mit Detail J die offene Sperre,
18 zeigt mit Detail L die geschlossene Sperre,
19 zeigt mit einem Funktionsschema eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung,
20 zeigt ein Kolbensegment mit einem Schnappschloss als weitere alternative Ausgestaltungsmöglichkeit,
21 zeigt ein Funktionsschema mit dem Verlauf des Zugorgans (29) durch die Kolbensegmente,
22 zeigt mit Schnitt B-B im Detail die Funktionsweise des Steuerhebels (16) und des Steuerelementes (25),
23 zeigt eine Variation von Schnitt B-B, der Unterschied zum Bezug der Darstellung auf 2 ist die geänderte Lage der Kolbensegmente (19), des Steuerhebels (16),
24 zeigt eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung mit einem direkten Antrieb der Linearantrieb per Motor,
25 zeigt eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung mit einem manuell bedienbaren, hydraulischen Antrieb.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in 1 dargestellte Abbildung zeigt die beiden Gehäusehälften (5) und (1), sowie den Stutzen (B3) für den Anschluss einer Hydraulikpumpe. An der Oberseite ist der Kolbenaustritt (B51) mit dem ersten Kolbensegment (36) und einem der Kolbenzwischensegmente (19) zu sehen, welche zusammen den Kolbenstrang (B52) bilden. Desweiteren ist die Rückstelltaste (B22) dargestellt sowie der Flansch (B4), über den die beiden Gehäusehälften miteinander verschraubt sind.
In 2 sind in der Ansichtsrichtung A aus 1, also der Draufsicht auf das Gehäuse-Oberteil (5) die beiden Schnittverläufe B-B sowie C-C dargestellt.
3 zeigt den Schnitt B-B, welcher die Montage/ Demontage- Ebene zeigt.
Aus dem Gehäuse-Oberteil (5) ragend sind die Kolbensegmente (36) und (19) als zusammengesetzter Kolbenstrang (B52) zu sehen, wobei im Bereich (B8) die formschlüssige Verbindung der beiden Kolbensegmente dargestellt ist, die über die Kolbendichtung (20) sowie die Gehäuse-Seitigen Dichtungen (6) gegen die Umgebung abgedichtet sind. Der Bereich (B6) direkt unter diesen Kolbensegmenten zeigt den Steuerhebel (16), welcher im Systemträger (13) geführt und von der Doppelschenkelfeder (17), in einer Ausgangsposition gehalten, bzw. bei Auslenkung des Steuerhebels (16) an diese zurückgeführt wird. (B20) bezeichnet den Verlauf eines allseits beweglichen Zugorgans, CAD- bedingt und aus Gründen der Übersichtlichkeit ist dieses Zugorgan partiell sowohl in dieser, als auch in folgenden Abbildungen als dicke Strichpunktlinie dargestellt. Dieses Zugorgan läuft durch alle Kolbensegmente über die Umlenkrollen (22), welche sich in den Kolbensegmenten befinden. Dichtung (7) dichtet die beiden Gehäuse-Hälften, (5) und (1) gegen die Umgebung ab. (2) zeigt die beiden Dichtungen, welche den Systemträger (13) im Bereich der Schrauben-Durchgänge der Schrauben (44) vom Gehäuse-Oberteil durch den Systemträger (13) in das Gehäuse-Unterteil (1) zur Umgebung des Gehäuses abdichten. Die Schrauben (44) haben die Aufgabe, das Gehäuse bestehend aus (5) und (1) gegen den Druck des Druckmediums zu stabilisieren und zu versteifen. Das Federelement (4), welches mit den Schrauben (41) am Gehäuse-Unterteil befestigt ist, hält die Kolbensegmente im Magazinbereich des Gehäuse-Unterteils (1) gegen die Kraft des Federelementes (15), welche auf den Schieber (14) auf alle Kolbensegmente im Magazin wirkt und diese in Richtung der Feder (4) drückt. Der Bereich (B9) zeigt den Führungskopf von Schieber (14) mit den Flächen (B10). Diese Flächen (B10) sind die Kontaktflächen zwischen dem Schieber (14) und dem Systemträger (13). Über diese Kontaktflächen gleitet der Schieber durch das Magazin und schiebt die Kolbensegmente dabei vor sich her. (B7) zeigt eine Vertiefung im Gehäuse-Unterteil (1), welche den Zweck hat, das Zugorgan (29) aufzunehmen und somit den Kolbensegmenten einen ebenen Stand und einen ungehinderten Lauf durch das Magazin zu ermöglichen.
Das Steuerelement (25) in den Kolbensegmenten hat, je nach dessen aktueller Position im Kolbensegment, drei Aufgaben.

A) Das Steuerelement (25) löst die Sperrung der Position jenes Kolbensegmentes, mit dem das unter diesem vorgenannte Kolbensegment formschlüssig verbunden ist.
B) Das Steuerelement (25) hält die Position zweier miteinander verbundener Kolbensegmente zueinander über das allseits bewegliche Zugorgan (29) fest.
C) Das Steuerelement (25) fixiert die Länge des allseits beweglichen Zugorgans (29) zwischen zwei Kolbensegmenten, wenn diese nicht miteinander verbunden sind.

4 zeigt den Schnitt C-C, welcher die Hauptebene des Sicherheitsventiles (8) zeigt.

(B1) markiert das Gehäuse-Innere als ein zur Gehäuse- Umgebung hin abgedichteten Raum, dessen Differenzdruck zur Umgebung die Flächen aller noch nicht montierter Kolbensegmente im Gehäuse, sowie den Kolbeninnenflächen der aus dem Gehäuse ragenden und über die Dichtungen (6) sowie die an den Kolbensegmenten eingesetzten Kolbendichtungen (20) zur Umgebung abgedichteten Kolbensegmenten ausgesetzt sind. Die Feder (4) ist in Kontakt mit einem weiteren Kolbensegment (19), welches sich gerade zwischen der Kolbenführung (B16) sowie dem Magazin befindet.

Das Sicherheitsventil (8) hat die Aufgabe, den Betrieb der Linearantrieb zu stoppen, wenn entweder der letzte Kolben aus dem Magazin an der Kolbenführung (816) anliegt, und/ oder wenn ein Zustand eintritt, in dem Kolbensegmente (19) ohne eine zur Umgebung hin dichten Verbindung mit dem Gehäuse (5) und untereinander zu stehen, aus dem Gehäuse gedrückt werden. In den folgenden Detailansichten (D), (E) und (F) wird dies näher dargestellt.
5 zeigt Detail D Mit dem Sicherheitsventil (8) in offener Position. Der Bereich (B14) zeigt die offene Stelle, an der die Dichtung (12) den Durchfluss des Druckmediums von der Hydraulikpumpe kommend freigibt. Dieses Druckmedium fließt durch den Einlassstutzen (B3) durch die Öffnungen (B11) und gelangt so in das Gehäuse-Innere der Linearantrieb. Die Kraft der Feder (10) drückt das Sicherheitsventil (8) zusammen mit der Kraft durch den an der Fläche (B12) wirkenden Differenzdruckes der Umgebung und des Druckmediums nach oben, also in die Schließrichtung des Ventils. Diesen Kräften entgegen wirkt der Auslöser (11), welcher über den Konus des Sicherheitsventiles (8) im Bereich (B23) am Sicherheitsventil anliegt. Der Auslöser (11) liegt gleichzeitig an dem Kolbensegment (19) an, welches durch den Kontakt an der Stelle (B13) verhindert, dass sich das Ventil schließen kann. Die Feder (3) ist so konzipiert, dass deren Kraft in beide Bewegungsrichtungen des Auslösers (11) wirken. Also, diesen sowohl in Richtung der Kolbenführung (B16), als auch entgegen wirken kann. Somit wird gewährleistet, dass der Konus im Bereich (B23) des Sicherheitsventils (8), auch im drucklosen Zustand der Linearantrieb, durch die Kräfte der beiden Federn (3) und (10) stets in Kontakt mit dem Auslöser (11) bleibt. Die Dichtung (9) dichtet das Sicherheitsventil (8) über das Gehäuse zur Umgebung hin ab.
6 zeigt Detail E, bei welchem abweichend von Schnitt C-C in 4, auf den sich dieses Detail bezieht, das Sicherheitsventil (8) in einer geschlossenen Position abgebildet ist.
Die geschlossene Position des Sicherheitsventils (8) ist von außerhalb des Gehäuses mit seinen Teilen (5) und (1) an der hervorgetretenen Position (B15) der Rückstelltaste (B22) sichtbar. Der Bereich (B18) zeigt wie die Dichtung (12) den Durchlassquerschnitt des Druckmediums von der Hydraulikpumpe kommend, verschlossen hat. Der Grund dafür ist, dass sich in der Kolbenführung (B16) kein Kolbensegment befindet welches den Bereich (B17) versperrt und der Auslöser (11) somit von der Federkraft der Feder (3) in den Bereich (B16) der Kolbenführung schiebt. Das Sicherheitsventil (8) wird durch die Kraft der Feder (10) soweit nach oben geschoben, bis es durch die den Kontakt mit dem Auslöser (11) im Bereich des Konus am Sicherheitsventil (8), gestoppt wird. Es kann nun kein Druckmedium von der Hydraulikpumpe über den Einlassstutzen (B3) mehr nachließen, und ein weiteres Austreten des Kolbenstranges aus dem Gehäuse ist gestoppt. Um die Last abzusenken, muss zunächst die Hydraulikpumpe abgeschaltet werden, damit das Sicherheitsventil (8) vom Druck des Druckmediums entlastet wird, dann kann vom Benutzer auf die Rückstelltaste (B22) gedrückt werden. Der Kolbenstrang schiebt daraufhin beim Einfahren den Auslöser (11) wieder zurück.
7 zeigt Detail F, bei welchem abweichend von Schnitt C-C in 4, auf den sich dieses Detail bezieht, das Sicherheitsventil (8) in einer geschlossenen Position abgebildet ist und der letzte Kolben im Magazin (35) in der Kolbenführung anliegt. Das das Sicherheitsventil geschlossen ist, ist durch den erhöhten Bereich (B15) des Sicherheitsventils (8) sichtbar. Der Bereich (B19) zeigt die Besonderheit des letzten Kolbensegmentes, das seine Mantelgeometrie von allen anderen Kolbensegmenten unterscheidet. Es befindet sich eine Nut nahe des unteren Endes des Kolbensegmentes, in welche den Auslöser (11) von der Feder (3) geschoben wird, worauf wie unter Abschnitt [0047] beschrieben, die Zufuhr von - Druckmedium blockiert wird.
8 zeigt eine Explosionsdarstellung der Linearantrieb, wodurch die einzelnen Komponenten sichtbar werden. Der Teilbereich (K) wird anschließend als Detailansicht wiedergegeben und zeigt den darin befindlichen, mechanischen Aufbau, der Montage- und Demontagemechanik. Der Bereich (B21) zeigt die Kolbensegmente, welche in dem MagazinBereich im Gehäuse-Unterteil (1) untergebracht sind. Die Darstellung des Gehäuse-Unterteils lässt auch das spiralförmige Magazin erkennen, dieses kann in der Praxis auch mehr Windungen aufweisen, als hier in diesem Beispiel dargestellt, um entsprechend mehr Kolbensegmente aufnehmen zu können. Die Benennungen der einzelnen Bezugszeichen können der beigefügten Bezugszeichenliste entnommen werden.
9 zeigt die Detailansicht K der Explosionsdarstellung von 8.
Darin ist der Aufbau des Systemträgers (13) sichtbar, welcher die Aufgabe hat, sowohl die Mechanik für die Montage und die Demontage der Kolbenglieder aufzunehmen, sowie das Gehäuse-Innere so aufzuteilen, dass die Kolbensegmente im Magazinbereich an Ihrem Platz bleiben. Mit der äußeren Randkontur (B10), welche eine verkleinerte Version der Spiralform des Magazins aufweist, ergibt sich eine Führungsfläche für den Schieber (14), sichtbar in 8, welche den Schieber durch das Magazin führt. Der Systemträger (13) nimmt auch das Sicherheitsventil (8) mit dessen Mechanik, bestehend aus den Komponenten (3), (9), (10), (11) und (12) auf. Hier sind auch die in Abschnitt [0048] beschriebenen Schlitze (B11) für die Führung des Druckmediums der Hydraulik oder Pneumatik, sowie der Kontaktkegel- Bereich (B23) sichtbar. Die Dichtung (2), beschrieben in Abschnitt [0046] ist hier mit der Einlegenut, sowie den Durchgangsbohrungen für die Schrauben zu sehen, die diese Dichtung einfasst und somit gegen die Umgebung der Linearantrieb abdichtet. (B25) zeigt die Aufnahme für das Federelement (15), welches hier formschlüssig eingesteckt wird. Die Doppelschenkelfeder (17), wird in den Steuerhebel (16) sowie in den Systemträger (13) gesteckt und dabei vom Zylinderstift (57) gehalten. Die beiden Federwicklungen der Doppelschenkelfeder (17) erlauben dem Steuerhebel (13) dabei einen so großen Drehwinkel, dass dieser, geführt von den Zylinderstiften (46) und (57) in den Nuten (B5) und den seitlichen Führungsflächen (B26) den in dem Führungsbereich (B16) auf oder abfahrenden Kolbensegmenten ganz den Weg frei machen kann. Wenn der Steuerhebel (13) keine Kraft durch ein Kolbensegment erfährt, wird dieser durch die Doppelschenkelfeder (17) an seine Ausgangsposition zurückgebracht, wo er bis zum nächsten Kontakt mit einem Kolbensegment, von den federnden Druckstücken (18) an den Senkungen (B24) gehalten wird. Der Systemträger (13) wird zusätzlich zu den Durchsteck- Schraubverbindungen (46), sichtbar in 8 durch die Schrauben (44) mit dem Gehäuse-Unterteil (1) verschraubt. Dies sichert einen einfachen Zusammenbau der Linearantrieb, sowie eine zusätzliche Versteifung.
10 zeigt eine Ansicht analog zu 2, Ansicht A, jedoch ohne das Gehäuse-Oberteil (5).
In der Ansicht dargestellt sind der Zusammenbau des Systemträgers (13) mit seinen Komponenten, sowie die Sicht auf das spiralförmige Magazin mit den Kolbensegmenten. Hier ist auch das aus den Kolbensegmenten im Magazinbereich austretende, allseits bewegliche Zugorgan (29) zu sehen, welches, beginnend vom inneren des ersten Kolbensegmentes (38) bis zur Unterseite des Schiebers (14), von der Oberseite eines Kolbensegmentes zur Unterseite des nächsten Kolbensegmentes geht. Der Bereich (B10) zeigt den sich über den Kolben befindende Führungsbereich des Schiebers (14). Durch einen Durchbruch hindurch ist der aufwärts geneigte Segmentkolben (19) zu sehen. Das Federelement (15) welches auf den Schieber (14) wirkt kann so gestaltet werden, dass es aus seiner Ausgangsposition heraus, also alle dafür vorgesehenen Kolbensegmente sind im Magazin, bis zu seiner Endposition, also alle Kolbensegmente sind aus dem Magazin heraus, eine Kraft auf den Schieber (14) ausübt mit dem Zweck, die Kolbensegmente in Richtung aus dem Magazin heraus zu schieben und bei einfahrenden Kolbensegmenten diese wieder in das Magazin zu ziehen. Die Benennungen der weiteren Bezugszeichen in dieser Ansicht können der Bezugszeichenliste im Anhang entnommen werden.
11 zeigt ein Funktionsschema der Federkräfte der Federn (4) und (15), welche auf den Magazininhalt (B21) wirken, der entlang der Führungsflächen des Magazins (B28), hier als eine Linie dargestellt, bewegt wird.
Durch das Zusammenspiel dieser beiden Kräfte in Verbindung mit der Bewegung der Kolbensegmente, verursacht durch die Druckdifferenz des Druckmediums im Gehäuse-Inneren zur Umgebung des Gehäuses, erfolgt die Entnahme aus dem Magazin, wie auch umgekehrt das wieder Zurückführen der Kolbensegmente in das Magazin. Die Feder (4) hat hierbei die Aufgabe, die Kolbensegmente zum, oder vom Kolbenaustritt (B51) kommend zu führen, gleichzeitig aber zu verhindern, dass weitere Kolbensegmente aus dem Magazin nachrutschen. Beide Federkräfte A und B halten den Magazininhalt zusammen, sorgen aber gleichzeitig auch für den im Betrieb der Linearantrieb erforderlichen, geordneten Ablauf des Entnehmens von Kolbensegmenten aus dem Magazinbereich, oder des Auffüllens des Magazinbereichs mit Kolbensegmenten.
12 zeigt die Explosionsdarstellung der Mechanik eines Kolbensegmentes (19).
Das Kolbensegment (19) selbst zeigt eine Nut zur Aufnahme der Dichtung (20). Diese Nut befindet sich an einem Absatz der Kolbenoberseite, dessen Durchmesser formschlüssig in die Unterseite des nächsten Kolbensegmentes passt. Dadurch entsteht sowohl eine dichte, als auch eine stabile Verbindung, welche seitliche Kräfte aufnehmen kann. Im Kolbeninneren befinden sich die beiden zueinander spiegelverkehrt geformten Kolbeneinsätze (21) und (30), welche über die Zylinderstifte (31) in den Bohrungen (B32) zueinander ausgerichtet und mit den Schrauben (32) drehbar mit dem Kolbensegment (19) verbunden werden. Das die Kolbeneinsätze in den Kolbensegmenten gelagert sind, ist wegen des allseits beweglichen Zugorgans (29) wichtig, um ein möglicherweise während des Betriebs entstehendes Drehmoment des Kolbensegmentes (19) auf die aus den Kolbeneinsätzen aus- und einlaufenden Abschnitte des Zugorgans (29) zu minimieren. In die Kolbeneinsätze (21) und (30) eingebrachten Vertiefungen (B31) dienen der Führung des Zugorgans (29), die Vertiefungen (B33) nehmen die Umlenktrommeln (22) auf welche so geformt sind, dass diese mantelseitig eine Form aufweisen, welche das allseits bewegliche Zugorgan (29) formschlüssig führt und durch diese Formgebung auch ein Drehmoment von dem beweglichen Zugorgan (29) aufnehmen kann. Stirnseitig weist die Umlenktrommel (22) ein Profil auf, welches in das stirnseitige Profil der Sperrscheiben (23) passt und dabei eine Drehrichtung der Umlenktrommel (22) ermöglicht, jedoch die Gegenrichtung der Drehbewegung sperrt. Das dabei entstehende Drehmoment wird in die beiden Bolzen mit Querbohrung (24) geleitet, welche in den beiden Kolbeneinsätzen (21) und (30) drehbar gelagert sind und dabei von den beiden Führungsstangen (27), an deren einem Ende die Kugelköpfe (28) befestigt sind seitwärts, also auf die Umlenktrommel (22) zu, oder davon weg, bewegt werden können. Dies bewirkt, dass wenn an dem Steuerelement (25) entweder ein anderes Kolbensegment oder der Steuerhebel (16) eine Druckkraft ausübt, das Steuerelement (25), an dem mit Zylinderstiften (33) die beiden Führungsstangen (27) drehbar befestigt sind, gegen die Kraft der Federn (34) die Sperrscheiben (23) gegen die obere Umlenktrommel (22) gedrückt werden, worauf diese in einer Drehrichtung gesperrt wird. Die Aussparung (B30) dient dem Zugang für das Entformen der Kolbeneinsatze bei Spritzgussverfahren oder für den Zugang des Fräsers bei spanabhebenden Fertigungsverfahren in den Kolbeneinsätzen (21) und (30) der Führungskanäle für die Kugelköpfe (28). Die Feder (26) ist so ausgelegt, dass Sie die Kraft hat, ein unter Ihr befindliches Kolbensegment gegen auftretende Widerstandskräfte so weit abzustoßen, dass zwischen den Kolbensegmenten eine Distanz entsteht welche ausreichend ist, um dem Eingriff des Steuerhebels (16) an das Steuerelement(25) ausreichend Raum zu schaffen. Nach diesem Eingriff werden dessen Sperrelemente (23) von der Umlenktrommel (22) kurz wegbewegt und entriegelt. In der Zeit, in dem die Umlenktrommel sich frei drehen kann, kann der Abschnitt des Zugorgans (29), das sich zwischen dem abgestoßenen und dem abstoßenden Kolbensegment befindet, sich durch das abgestoßene Kolbensegment hindurch bewegen, bis die beiden Federn (34) die Sperrscheiben (23) wieder gegen die Umlenktrommel (22) drücken und diese damit wieder in einer Drehrichtung sperren. Die Zeit, in der dieser Vorgang abläuft, bestimmt die Länge des Abschnittes des Zugorgans (29) zwischen zwei aufeinanderfolgenden, nicht miteinander dichtend und formschlüssig verbundenen Kolbensegmenten. Alternativ oder ergänzend hierzu kann diese Länge auch mit in das Zugorgan (29) eingebrachte Distanzstücke definiert werden.
13 zeigt die Draufsicht auf ein Kolbensegment, auf dem die Lage der Schnitte H-H und I-I, welche durch die Steuermechanik in den Kolbensegmenten gehen, sowie die Lage des Schnittes G-G, welcher durch die Führungsebene für das allseits bewegliche Zugorgan (29) geht.
14 zeigt den Schnitt G-G, der eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der Kolbensegmente zeigt. So können z.B. an den mit (B50) oder anderen, sich als geeignet erweisenden Stellen eine Struktur eingearbeitet werden, welche in der Lage ist, ein Drehmoment zu übertragen. Dabei hat ein Kolbensegment an seiner Oberseite diese Struktur, welche wiederum in eine weitere formschlüssig passt, die in der Unterseite eines weiteren Kolbensegmentes eingebracht wurde. Auf diese Weise kann der Kolbenstrang, welcher sich außerhalb des Gehäuses befindet, ein Drehmoment auf das Gehäuse der Linearantrieb übertragen. Z.B. wenn der Kolbenaustritt (B51) in 1 des Gehäuse-Oberteils (5) nicht kreisrund geformt ist und analog zu dessen Form der Querschnitt der Kolbensegmente ausgelegt ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zum Zweck der Übertragung eines Drehmomentes, ist die Anwendung der im vorangegangenen Abschnitt [0057] beschriebenen Möglichkeit der Struktur von (B50) in 14, wobei der Kolbenstrang außerhalb des Gehäuses jedoch nicht vom Kolbenaustritt (B51) an einer Drehung gehindert wird, sondern z.B. ein motorischer Antrieb den Kolbenstrang außerhalb des Gehäuses (B52) 1, in Drehung versetzt. Auf diese Weise kann der Kolbenstrang zeitgleich eine Druck, oder Zugkraft ausüben und dabei eine Drehkraft auf ein Werkzeug, z.B. Bohrgestänge ausüben ohne dass eine Unterbrechung des Vorschubs des Werkzeuges für eine Anpassung der Länge des Gestänges, welches das Werkzeug trägt (z.B. ein Bohrer), notwendig ist.
15 zeigt den Schnitt I-I, welcher die Mechanik für das Sperren des allseits beweglichen Zugorgans (29), in der Position gesperrt zeigt.
16 zeigt den Schnitt H-H, welcher die Mechanik für das Sperren des allseits beweglichen Zugorgans (29) in der Position offen zeigt.
17 zeigt das Detail J, mit der geöffneten Sperre der Umlenktrommel (22) wie im Bereich (B34) sichtbar. Der Bereich (B36) zeigt den Verlauf der Führung für die Kugelköpfe (28). Der Verlauf dieser Führung zeigt eine Erhöhung, davor und dahinter eine Absenkung. Das bedeutet, der Kugelkopf (28) führt über den Bolzen mit Querbohrung (24) die Sperrscheibe (23) in der Reihenfolge sperren, offen, sperren an die Umlenktrommel (22). Der Grund ist die Montage der Kolbensegmente (19), (37) und (35), bevor ein Kolbensegment an ein weiteres montiert wird, soll das Steuerelement (25) davor in seiner Grundstellung (P1) sein. Diese Stellung (P1) begrenzt die möglichen Drehrichtungen der Umlenktrommel (22) in die Richtung, in welcher das zu montierende Kolbensegment zum Montagepartner, also dem anderen Kolbensegment, mit dem allseits beweglichen Zugorgan (29), gezogen werden soll. Wenn das Kolbensegment dort ankommt, bewegt es bei der Bildung der formschlüssigen und dichten Verbindung mit diesem Montagepartner die Bewegung des Steuerelementes dieses Kolbensegmentes wobei dieses während des Montagevorganges die Position des Kugelkopfes (28) von (P1), über (P2) zu (P3) wechselt. Damit sind die beiden Kolbensegmente über die formschlüssige Verbindung Ihrer Formgebung, sowie über den nun gesperrten Abschnitt des allseits beweglichen Zugorgans (29) zwischen den beiden Segmenten miteinander verbunden.
18 zeigt Detail L, mit der geschlossenen Sperre der Umlenktrommel (22), wie im Bereich (B35) sichtbar. Die Kugelköpf e (28) haben damit den Endpunkt (P3) der Führung (B36) erreicht.
19 zeigt eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung mit dem Funktionsschema eines Aufbaues von Stellgliedern (B42), (B43) (B44), sowie den Sensoren(B48), (B49), welche gemeinsam von der Steuerung (B46) gesteuert werden. In diesem Aufbau wird die Stange (B41), welche hier den Kolbenstrang darstellt, der aus dem Gehäuse (B41) ragt, welches in vereinfachter, schematischer Weise das Gehäuse-Oberteil (5) in den vorgenannten Abschnitten darstellt. Diese Stange (B41) wird nun wechselseitig von den Klemmvorrichtungen (B43) gehalten, wonach die Klemmvorrichtung (B42) öffnet. Danach schiebt die Schubvorrichtung (B44) die Kolbenstange ein Stück in das Gehäuse (B47). Sobald der Sensor (B49) ein Signal bekommt, stoppt die Schubvorrichtung (B44) und die Klemmvorrichtung (B42) hält den Kolbenstrang (B41) wieder fest. Nun lassen die Klemmvorrichtungen (B43) den Kolbenstrang wieder los, und die Schubvorrichtung (B44) befördert die Klemmvorrichtung wieder in die Ausgangsstellung zurück, welche von Sensor (B48) erkannt wird, worauf der Zyklus von neuem startet. Mit diesem, in der Technik bekanntem Funktionsschema, kann das dieser Erfindung zugrunde liegende System von separaten Kolbensegmenten auch hydraulisch oder pneumatisch eingefahren werden und kann somit auch große Zugkräfte übertragen.
Auf diese Weise angetriebene Stangen sind, jedoch ohne die dieser Erfindung zugrundeliegende Segmentkolbentechnik, Stand der Technik
Damit bei dem Einfahren der Kolbensegmente unter Zug das allseits bewegliche Zugorgan (29) keine großen Zugkräfte halten muss, kann die in den Abschnitten (19) bis (26) erklärte Mechanik in den Kolbensegmenten (19), (37) und (35), um eine weitere vorteilhafte Funktion ergänzt werden. Diese Funktion wird in 20 gezeigt, in der die Schlossfallen (58) dargestellt werden. Diese Schlossfallen werden bei der Montage der Kolbensegmente in die Nut (B39) der Montagepartner eingerastet, wobei die Fase (B40) das Zurückziehen der Schlossfalle bei dem Montagevorgang der Kolbensegmente zueinander erspart. Mit der Mechanik der Kolbensegmente gekoppelt, werden diese Schlossfallen bei der Demontage zurückgezogen.
In 21 wird in einem Funktionsschema die Funktionsweise der Montage der Kolbensegmente (19), (37) und (35), abgebildet. Das allseits bewegliche Zugorgan (29) durchzieht in dieser Darstellung die Kolbensegmente, und ist mit dem einen Ende am ersten Kolbensegment (37) befestigt, mit seinem anderen Ende am Schieber (14).
Wird nun an einem Abschnitt des allseits beweglichen Zugorgans (29) gezogen, in dem Funktionsschema wird dieser Abschnitt als (Zugtrum) bezeichnet, so verringert sich der Abschnitt des allseits beweglichen Zugorgans (29) zwischen der oberen Umlenkrolle des unteren Kolbensegmentes- in diesem Beispiel sei es das Kolbensegment (35), also der letzte Kolben-, und dem darüber liegenden Kolbensegment, in diesem Beispiel das Kolbensegment n+1 (19).
Wenn währen des Betriebes der Linearantrieb der Strang der montierten Kolben aus dem Gehäuse austritt, so zieht dieser Strang das Zugorgan (29) mit sich. Wird dabei die Geschwindigkeit des Kolbensegmentes verzögert, welches sich direkt unter diesem bereits montierten Strang von Kolbensegmenten befindet, so wird dessen innere, gesperrte, Mechanik an dem erklärten Abschnitt Zugtrum des Zugorganes (29) ziehen, worauf sich dessen (des unteren Kolbensegmentes) Abstand zum vorausgehenden Kolbensegment bis zur formschlüssigen Verbindung der beiden Kolbensegmente verringert. Dieser Ablauf setzt sich beim Ausfahren der Kolbensegmente solange fort, bis der letzte Kolben (35) vom Mechanismus des Sicherheitsventils (8) gestoppt wird, wie in Abschnitt [0050], beziehend auf 7 erklärt.
Das Ende des Zugorganes (29) wird dabei vom Schieber (14) nachgeschoben, sodass es keine Aufstauung des Zugorganes (29) gibt.
Alternativ zu dem im Abschnitt [0065] beschriebenen Verlauf des allseits beweglichen Zugorgans und dessen Aufbau mit einem Anfang und einem Ende, kann dieses als eine weitere vorteilhafte Verwendungsmöglichkeit abgeändert auch in anderen Variationen eingesetzt werden. So kann bei entsprechender Führung durch die Kolbensegmente auch ein endloses, allseits bewegliches Zugorgan verwendet werden, welches ähnlich wie bei einer Lamellen-Jalousie an zwei Stellen gezogen werden kann, wobei sich die Kolbensegmente bei Zug an der einen Stelle zusammenziehen, bei Zug an der anderen Stelle voneinander lösen. Es ist ebenfalls als weitere, vorteilhafte Ausgestaltung der Verwendung dieses Zugorgans möglich, das Zugorgan in einzelne, nicht miteinander verbundene Abschnitte aufzuteilen, wobei die Enden dieser Abschnitte von den jeweiligen Mechaniken in den Kolbensegmenten bewegt und gegen ein Durchrutschen gesichert werden.
In 22 ist im Schnitt B-B zu sehen, wie der Steuerhebel (16) in Kontakt mit dem Steuerelement (25) eines einfahrenden Kolbensegmentes (19) kommt. Dieses Steuerelement (25) wird dabei in das Kolbensegment (19) gedrückt und löst dabei für die Dauer der Kraftwirkung des Steuerhebels (16) auf das Steuerelement (25) die Sperre des Abschnittes des allseits beweglichen Zugorgans (29) zwischen dem die Sperre aufhebenden Kolben und dem darüber befindlichen, mit diesem dicht und formschlüssig verbundenen Kolbensegment. Die Feder (26) im darüber befindlichen Kolben, welcher in dieser Abbildung nicht dargestellt ist, schleudert daraufhin das unter Ihm befindliche Kolbensegment von sich. Dies ist der Demontagevorgang.
In 23 ist im Schnitt B-B zu sehen, wie das in Abschnitt [0065] erklärte Verzögern eines Kolbensegmentes (19) zum Zwecke der Montage mit dem vorausgehenden Kolbensegment mittels des Steuerhebels (16) passiert. Das untere Kolbensegment (19) wird bei seinem Weg nach oben durch den Steuerhebel (16) und der Kraft der mit Ihm verbundenen .Doppelschenkelfeder (17) verzögert, während der darüber befindliche Kolbenstrang schneller weiterfährt. Dadurch zieht es das Kolbensegment (19) formschlüssig mit dem darüber liegenden Kolbensegment zusammen, wobei der Steuerhebel dieser Bewegung solange folgt, bis er, durch die Führungsnuten (B5) geführt, ganz aus dem Bereich der Kolbenführung (B16) verschwunden ist. Sobald sich der eben montierte Segmentkolben (19) nach oben aus dem Erfassungsbereich des Steuerhebels (16) entfernt hat, schwenkt dieser wieder zurück auf seine Ausgangsposition, welche mit federnden Druckstücken (18) (in dieser Figur nicht dargestellt, siehe Explosionsdarstellung 9 an der Raststelle (B24) gehalten wird. Dies ist der Montagevorgang.
24 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung mit einem motorischen Antrieb. Dabei wird die Hubbewegung des Kolbenstranges (B52) nicht über ein in das Gehäuse geleitetes Druckmedium erreicht, sondern ein Motor(47) treibt entweder direkt oder indirekt den Kolbenstrang (B52) an, z.B. wie bei der in 24 dargestellten Lösung, per Zahnräder (55) und (56) und einer Schnecke (48), welche in eine Rillenstruktur (60) in den Kolbensegmenten eingreift. Auf diese Weise kann die in den vorangegangenen Abschnitten beschriebene Mechanik ohne Dichtungen verwendet werden, und bei Verwendung des in Abschnitt (28) beschriebenen Kolbens mit Schlossfunktion (59) kann die Erfindung auch mit Hub- und Zugfunktion verwendet werden. Motorisch angetriebene Stangen sind, jedoch ohne die dieser Erfindung zugrundeliegende Segmentkolbentechnik, Stand der Technik.
25 zeigt eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, in der über den Handhebel (50) eine hydraulische Pumpe (51) betätigt und das Druckmedium dabei über eine Leitungsverbindung (52) in das Gehäuse-Innere von (5) und (1) befördert wird. Auf diese Weise fährt der Kolbenstrang (B52) aus und kann über ein separates Handventil, nicht dargestellt, wieder abgelassen werden.
Hydraulische Antriebe von Kolben mit einer Handpumpe sind Stand der Technik, jedoch ohne die dieser Erfindung zugrundeliegende Segmentkolbentechnik.
Mit der dargelegten Beschreibung der Erfindung wird das Problem der Abhängigkeit der nutzbaren Hubhöhe von der Gehäuse-Höhe bei kolbengestützten Stellgliedern/ Hebezeugen dahingehend gelöst, dass die Kolbensegmente, welche sich während des Aus- und Einfahrvorganges eine Bewegungsrichtung und eine kollineare Bewegungsachse teilen, im Ruhezustand nicht mehr kollinear zu dieser Achse befinden müssen.
Zudem werden die von Teleskopzylindern bekannte Nachteile der mit der Hubhöhe sich verändernden Hubkraft sowie die sich segmentweise ändernde Ausfahrgeschwindigkeit beseitigt. Ein weiterer großer Vorteil sind die kompakten Abmessungen des Gehäuses.
Diese und weitere Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführung der Erfindung und verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 000002834318 A1 [0003]
KR 202008004565 U [0004]
CN 000215924253 U [0004]

Claims

Linearantrieb mit Kolbensegmenten, zum Heben, Senken oder Verschieben von Lasten, umfassend: • ein zur Umgebung hin abgedichtetes Gehäuse, welches über eine Öffnung mit lateral wirkender Dichtung verfügt, wobei • diese Öffnung über eine Führung verfügt welche die aus Ihr austretenden Kolbensegmente seitlich führt, sowie • diese Öffnung entweder mit einem in der Öffnung axial beweglichen und zum Gehäuse dichten, Kolbensegment mit Deckfläche versehen sein kann, sowie • einer weiteren Öffnung im Gehäuse, an der der Zulauf eines Druckmediums angeschlossen werden kann, z.B. kommend von einer Hydraulikpumpe, sowie • Kolbensegmente, die entlang Ihrer Längsachse verschiebbar in die vorgenannte Gehäuse-Öffnung passen und die formschlüssig, lösbar und dicht miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass • sich ein Kolbensegment, welches sich ganz oder teilweise außerhalb des Gehäuses befindet, mit der Körperachse, welche sich parallel zur Bewegungsrichtung des Arbeitshubes befindet, parallel oder kollinear zu einer Linie bewegt, deren Ursprungsposition und/ oder deren Ausrichtung nicht parallel oder kollinear zur Ursprungsposition und/ oder der Ausrichtung sein muss, die das Kolbensegment mit der gleichen Körperachse während seiner Ausgangsposition im Gehäuse innehatte, wobei • die Ausgangspositionen der Kolbensegmente, die nicht wie das Kolbensegment (38) Kontakt zum Druck der Umgebung des Gehäuses haben, auf einer Bewegungsbahn wie z.B. in 11, (B28) innerhalb des Gehäuses sind und • eine Mechanik vorhanden ist, welche die Kolbensegmente lösbar miteinander verbindet oder trennt
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magazinbereich für die Kolbensegmente vorhanden ist auf die ein sich im Magazinbereich befindliches Druckmedium keine durch eine Druckdifferenz verursachte Kraft ausüben kann, und • das Magazin mit einem Druckmedium geflutet sein kann, sodass die darin befindlichen Kolbensegmente von dem Druckmedium umgeben sind und • vor dem Montagevorgang oder nach dem Demontagevorgang muss die Bewegungsbahn der Kolbensegmente weder ganz, noch als Kombination linear oder kreisförmig sein, sondern kann z.B. wie in 11, (B28) eine davon abweichende Bahn aufweisen.
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • die Kolbensegmente von einem flexiblen, länglichen Körper durchzogen werden, beispielhaft (29) in 21, welcher seinerseits aus beweglich miteinander verbundenen Elementen bestehen kann oder aus einem einzelnen, flexiblen Körper besteht, wobei • der flexible, längliche Körper kein Ende hat, also einen Ring bilden kann oder • der flexible, längliche Körper ein Ende und einen Anfang hat oder • der flexible, längliche Körper aus nicht miteinander verbundenen Abschnitten bestehen kann, und • der flexible, längliche Körper einzelne Körper aufweisen kann, die Teil seines Aufbaus sind oder die zusätzlich an Ihm befestigt wurden, um den Abstand nicht miteinander verbundener Kolbensegmente zueinander zu begrenzen.
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • eine Mechanik die Kolbensegmente vor deren Ausfahrt aus dem Gehäuse aus dem Magazinbereich holt z.B. 3, Teile (14) (15), (4)und diese formschlüssig, lösbar und dicht miteinander verbindet z.B. 3, Teile (19), (16), (17), sowie 12 und 14 und, • diese Mechanik diese Kolbensegmente nach deren Rückfahrt in das Gehäuse voneinander trennt und in den Magazinbereich bringt.
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • sich in den Kolbensegmenten eine Mechanik wie im Beispiel 12, Teile (21) bis (34) zum Zweck der Steuerung der lösbaren Verbindung zu einem anderen Kolbensegment und des Lösens von einem anderen Kolbensegment befindet, welche um die Längsachse des diese Mechanik umgebenden Kolbensegmentes z.B. (19) drehbar gelagert sein kann und • diese Mechanik in dem Kolbensegment gegen ein Verschieben parallel zur Längsachse des Kolbensegmentes gesichert ist z.B. wie mit den Schrauben (32) in 12 und • diese Mechanik über ein Element z.B. (25) verfügt, welches diese steuert und • das Element (25) über ein außerhalb des Kolbensegmentes liegendes, weiteres Element, z.B. (16) oder auch ein weiteres Kolbensegment, welches dieses Element (25) in seiner Position verändert, so angesteuert werden kann, dass dabei ein von der Bewegungsrichtung der Kolbensegmente abhängiges Einleiten des Montage- oder Demontageprozesses der Kolbensegmente erfolgt, oder • die Kolbensegmente zur Übertragung einer hohen Zugkraft über einen durch die Mechanik in den Kolbensegmenten lösbaren Sperrmechanismus verfügen können, wie z.B. in 20 dargestellt, der die Zugkräfte auf die Kolbensegmente aufnimmt
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • eine Vorrichtung vorhanden ist, die die Ausfahrt der Kolbensegmente aus dem Gehäuse stoppt, wenn eine ausreichende seitliche Führungslänge der Kolbensegmente unterschritten wird, sowie • die durch die Vorrichtung verursachte Unterbrechung des Betriebes des Linearantriebes aufgehoben wird, wenn die Kolbensegmente wieder eingefahren werden oder wenn die Vorrichtung manuell zurückgesetzt wird, sowie • diese Vorrichtung die Zufuhr von Druckmedium stoppt, wenn das Druckmedium im Gehäuse des Linearantriebes einen fest eingestellten oder einstellbaren Druck übersteigt.
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • die Kolbensegmente eine Geometrie, z.B. eine Verzahnung aufweisen können, welche eine Verdrehung der Kolbensegmente zueinander verhindert und die Übertragung eines Drehmomentes auf die miteinander verbundenen Kolbensegmente erlauben, z.B. 14, (B50), und • der Querschnitt der Öffnung im Gehäuse des Linearantriebes wie auch hierzu in gleicher Weise der Querschnitt der Kolbensegmente kreisrund ausgeführt ist, oder • der Querschnitt der Öffnung im Gehäuse des Linearantriebes wie auch hierzu in gleicher Weise der Querschnitt der Kolbensegmente nicht kreisrund ausgeführt ist.
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • Die Kolbensegmente an deren Mantelbereich über eine Verzahnung verfügen, als Beispiel 24, (60), welche über mechanische Zwischenglieder, z.B. (48), (55), (56) über einen Motor (47) in Bewegung gesetzt werden und somit keine Zufuhr eines Druckmediums benötigen.
Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • Die Kolbensegmente über eine manuell zu bedienende Hydraulik ausgefahren werden können, wie beispielhaft in der 20 mit dem Handhebel (50) dargestellt sowie • Die Kolbensegmente über ein separat angeordnetes oder mit einer bestimmten Position des Handhebels (50) verbundenen Ventil wieder abgelassen werden können.
) Linearantrieb mit Kolbensegmenten nach einem der vorangegangenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass • Der Linearantrieb wie beispielhaft in 19 dargestellt über einen Aufbau mit Sensoren (B48), (B49), einer Steuerung (B46) elektronisch oder über Ventile, sowie über Stellgliedern verfügt (B42) bis (B44), welche die lösbar miteinander verbundenen Kolbensegmente hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch halten und in das Gehäuse schieben, oder aus diesem heraus ziehen.