DE2522560C3 - Druckmittelbetriebener Stellantrieb mit einem in einem geraden Zylinder hin und her verschiebbaren Arbeitskolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb mit einem in einem geraden Zylinder hin und her verschiebbaren Arbeitskolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung bezieht sich somit auf einen Stellantrieb, bei dem die Kolbenstange und somit auch der Arbeitskolben drehfest gegenüber dem Zylinder ausgebildet ist. Bei solchen Stellantrieben sollen die zur unverdrehbaren Lagerung der Kolbenstange dienenden Maßnahmen keine Beeinträchtigung der Längsführungseigenschaften der Kolbenstange und des Kolbens mit sich bringen, auch keine Dichtungsprobleme bezüglich der Abdichtung der Arbeitsräume im Zylinder.

Ein Stellantrieb mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezählten Merkmalen ist z. B. aus der FR-PS 12 16 954 bekannt geworden. Bei diesem für Pressen großer Leistung bestimmten bekannten Stellantrieb steht der Kolben bei hin und her gehendem Zylinder still. Der Zylinder ist mit an seinem Außenumfang vorgesehenen schienenartigen Führungselementen in an sich offenen, in Längsrichtung verlaufenden Führungsbahnen geführt, die oberhalb und unterhalb des Zylinders an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen an dessen Außenumfang angeordnet und mit dem Arbeitsgestell fest verbunden sind. Diese bekannte Anordnung ist Störungen im Betrieb ausgesetzt, weil die nach außen offenen Führungsbahnen stark der Verschmutzung ausgesetzt sind und die gesamte Anordnung starken Beanspruchungen auf Knicken, Biegen und Torsion ausgesetzt ist, denen sie u. U. nicht widerstehen kann.

Aus der DE-OS 21 05 312 ist bereits der Vorschlag bekannt geworden, den Zylinder einer Kolben-Zylinder-Kombination außen mit einer geschlossenen Hülse zu umgeben, die am Kolbenstangenkopf befestigt und an der Zylinderaußenwandung axial verschieblich gelagert ist und die zur Erhöhung der Lebensdauer des Arbeitszylinders diesen vor Beschädigung und Verschmutzung schützen soll. Diese bekannte Anordnung hat jedoch mit dem Erfindungsgegenstand keine weiteren Berührungspunkte, so daß sie die Erfindung

Ό auch nicht nahelegen konnte.

Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb mit einem in einem geraden Zylinder hin und her verschiebbaren Arbeitskolben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der einen Schutz gegen Verschmutzung und eine größere Sicherheit gege" Knicken aufweist und dessen Einsatzmöglichkeit vergrößert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst

Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß durch die abgedichtete Lagerung des Führungszylinders auf der Zylinderaußenwandung nicht nur eine Verschmutzung der Verdrehsicherung verhindert und eine Versteifung des ganzen Stellantriebes gegen Knicken erreicht werden kann, sondern daß auch die Möglichkeit besteht, durch zusätzliche Beaufschlagung dt-s vom Führungszylinder eingeschlossenen Raums in

J" Vorschubrichtung eine Verdoppelung der Vorschubkraft nach Art einer Tandemanordnung zu erzielen. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung lassen sich sogar einfache Kolben-Zylinder-Kombinationen mit verdrehbarer Kolbenstange ohne weiteres zu Kolben-Zylinder-Kombinationen mit unverdrehbarer Kolbenstange umrüsten, da hierzu nur das Anbringen der äußeren Führungseinheit notwendig ist. Dabei erhält man eine äußerst sichere, nicht verdrehbare Rundführung. Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Kombination eignet sich z. B. bestens für sogenannte Handhabungsgeräte od. dgl.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stellantrieb gemäß der Erfindung zusätzlich noch mit den Merkmalen gemäß Anspruch 2 versehen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung sowie weitere, bis jetzt nicht erwähnte vorteilhafte Maßnahmen werden nun anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt eines druckmittelbetriebenen Stellantriebes gemäß der Erfindung mit ausgefahrener Kolbenslange und

F i g. 2 die Draufsicht des Stellantriebs gemäß F i g. 1 bei eingefahrener Kolbenstange.

In der Zeichnung ist ein druckmittelbetriebener Stellantrieb dargestellt, der einen geraden Zylinder I sowie einen in diesem in Zylinderlängsrichtung 2 hin und her verschiebbar geführten Arbeilskolben 3 enthält. An seinen beiden Enden ist der Zylinder 1 durch jeweils einen Zylinderdeckel 4 bzw. 5 abgeschlossen. Der Zylinderdeckel 4 wird von einer Kolbenstange 6, auf der der Arbeitskolben 3 sitzt, durchdrungen, wobei in der in F i g. 1 eingezeichneten linken Endstellung des Arbeitskolbens 3 der über den Zylinderdeckel 4 nach außen hin vorstehende Teil der Kolbenstange 6 am längsten ist Das äußere Ende 7 der Kolbenstange 6 weist ein Außengewinde auf und wird als Kolbenstangenkopf bezeichnet.

Der Zylinder 1 wird von einem Führungszylinder 8

umschlossen, der in Zylinderlängsrichtung 2 über den Zylinder 1 und über dessen Zylinderdeckel 4 übersteht Der Führungszylinder 8 wird an seinem überstehenden Ende von einem Abschlußdeckel 9 begrenzt, der mit seinem zentralen Bereich mit dem Kolbenstangenkopf 7 fest verbunden ist Die Kolbenstange 6 ist mit dem Abschlußdeckel 9 und dem Führungszylinder 8 zu einer in sich starren Einheit zusammengefaßt Dabei bildet der Abschlußdeckel 9 zusammen mit dem Führungszylinder 8 eine mit der Kolbenstange 6 verDundene Führungseinheit, die zur unverdrehbaren Lagerung der Kolbenstange 6 in bezug auf den Zylinder 1 dient, da hierbei der Führungszylinder 8 teleskopartig verschiebbar und drehfest gegenüber dem Zylinder 1 ausgebildet ist Dazu sind, an der Innenseite 10 des Führungszylin- is ders 8 mehrere vorstehende Führungsleisten 11 bzw. 12 — im Prinzip genügt eine einzige Führungsleiste — vorhanden, die jeweils in eine Führungsnut 13 bzw. 14 an der Außenseite des Zylinderdeckels 4 eingreifen. Selbstverständlich kann auch am Zylinderdeckel jeweils eine Führungsleiste und am Führungszylinder eine dieser entsprechende Führungsnut angebracht sein. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, sind die Führungsleisten 11, 12 jeweils mit Hilfe von Stiften 15 und Schrauben 16 mit dem Führungszylinder 8 verbunden.

Das dem Abschlußdeckel 9 gegenüberliegende und den Zylinder 1 überlappende Ende des Führungszylinders 8 ist von einem ringförmigen Lagerdeckel 17 abgeschlossen, der unter guter Abdichtung mit Hilfe eines Abstreifers 18, eines Schlitzringlagers 19 und eines Dichtringes 21 bei einer Verschiebung des Arbeitskolbens 3 auf dem Zylinder 1 gleitet. Zwischen dem Lagerdeckel 17 und den Führungsnuten 13, 14 ist eine Distanzbuchse 20 angeordnet, die sich einerseits an dem Dichtring 21 abstützt.

Wenn man den Arbeitskolben 3 aus seiner eingezeichneten Endstellung ii. seine andere Endstellung überführen will, führt man durch den Abschlußdeckel 9 und eine axiale Durchgangsbohrung 22 der Kolbenstange 6 hindurch Druckmedium zu, das über eine Querbohrung 23 in der Kolbenstange 6 sowie über einen Ringraum 24 zu der dem kolbenstangenseitigen Zylinderdeckel 4 zugewandten Kolbenseite gelangt. Beim anschließenden Verschieben des Kolbens in Richtung gemäß Pfeil 25 verringert sich nicht nur das 4"> Volumen des zwischen dem Arbeitskolben 3 und dem Zylinderdeckel 5 vorhandenen Zylinderraumes 26, aus dem das Druckmedium über die Anschlußbohrung 27 ausströmen kann, sondern auch das Volumen in dem Zwischenraum 28 zwischen dem Abschlußdeckel 9 und dem Zylinderdeckel 4. Um hierdurch die Kolbenverschiebung nicht ungünstig zu beeinflussen, weist der Abschlußdeckel 9 eine Bohrung 29 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel zur Entlüftung dient und den

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40 Zwischenraum 28 mit der Außenatmosphäre verbindet. Umgekehrt kann auch bei einer Verschiebung des Arbeitskolbens 3 in Richtung gemäß Pfeil 26' über die Bohrung 29 ein Druckausgleich im Zwischenraum 28 stattfinden. Am Ende der Verschiebebewegunp in Richtung gemäß Pfeil 25 greift ein Endlagedämpfungsbolzen 30 in die Anschlußbohrung 27 des Zylinderdekkels 5 ein, wodurch eine Drosselung der Strömung der austretenden Luft und damit eine Bremsung und Dämpfung der Kolber.bewegung erzeugt wird, bis schließlich ein Dämpfungsring 31 am Zylinderdeckel 5 anschlägt Ein dem Dämpfungsring 31 entsprechender Dämpfungsring 32 ist auch an der gegenüberliegenden Kolbenseite angeordnet Während der gesamten Verschiebebewegung sind die Führungsleisten 11 bzw. 12 in den Führungsnuten 13 bzw. 14 geführt, so daß sich der Führungszylinder 8 sowie die Kolbenstange 6 nicht verdrehen kann.

Schließlich sei in bezug auf das dargestellte Ausführungsbeispiel noch erwähnt, daß am Außenumfang des Arbeitskolbens 3 noch ein Dichtring 33 sowie ein Führungsring 34 vorhanden ist. Auch die Kolbenstange 6 ist auf übliche Weise gegen den Zylinderdeckel 4 abgedichtet.

Eine Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin, daß zur Führung des Führungszylinders am Arbeitszylinder nicht Führungsleisten und Führungsnuten sondern Mehrkantführungen dienen. Bei dieser Ausführungsform wird zweckmäßigerweise eine Vierkant- oder Sechskantführung verwendet, die einen Mehrkant an der Außenseite des Zylindergehäuses sowie eine entsprechend ausgebildete Führungsfläche an der Innenseite des Führungszylinders enthält.

In Abwandlung des Gegenstandes der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß der Zylinderdeckel 4 als Arbeitskolben und der Zylinder 1 als Ausgangsglied dient. Bei dieser Variante entspricht ferner der Führungszylinder 8 einem Arbeitszylinder, in dem der durch den Deckel 4 dargestellte Arbeitskolben geführt ist. Des weiteren bilden in diesem Falle der Abschlußdeckel 9 sowie der Lagerdeckel 17 die beiden Abschlußdeckel des vom Führungszylinder 8 gebildeten Arbeitszylinders, wobei außerdem bei dieser Variante die Stange 6 eine Führungsstange für den von dem Deckel 4 gebildeten Arbeitskolben darstellt. Diese Variante unterscheidet sich von dem zunächst beschriebenen Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, daß der Führungszylinder 8 stillsteht und der Zylinder 1 sich unter der Einwirkung der abwechselnd durch die Bohrungen 22 und 29 eingeführten Druckluft bewegt.

Wenn gleichzeitig bei 27 und 29 Druckluft eingeführt wird, kann durch diese Druckluftzuführung für die eine Kolbenbewegung eine Verdoppelung der Kolbenkrait erreicht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebener Stellantrieb mit einem in einem geraden Zylinder hin und her verschiebbaren Arbeitskolben, der mit einer gegen Verdrehung gegenüber dem Zylinder gesicherten Kolbenstange fest verbunden ist, wobei der Zylinder auf seinem Umfang zumindest eine axiale Führungsbahn aufweist, mit derein am Kolbenstangenkopf befestigtes, den Zylinder umgreifendes und ebenfalls zumindest eine axiale Führungsbahn aufweisendes Führungselement zusammenwirkt und wobei die Beaufschlagung des kolbenstangenseitigen Zylinderraums durch die Kolbenstange erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die am Zylinder (1) angeordnete Führungsbahn (13, 14) auf den Bereich des kolbenstangenseitigen Zylinderdeckel (4) beschränkt ist und daß das Führungselement als geschlossener, zum Zylinder (1) koaxialer Führungszylinder (8) ausgebildet ist, der über einen eine Anschlußbohrung (29) aufweisenden Abschlußdekkel (9) mit dem Kolbenstangenkopf (7) verbunden ist und der auf der dem Abschlußdeckel (9) gegenüberliegenden Seite auf der Außenwandung des Zylinders (1) abgedichtet geführt ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Abschlußdeckel (9) gegenüberliegenden Seite ein Lagerdeckel (17) am Führungszylindei (8) befestigt ist, der einen Dichtring (21), einen Lagerring (19) und einen Abstreifring (18) trägt.