DE2718528A1

DE2718528A1 - Verfahren und vorrichtung zum antrieb eines vorrichtungsteiles unter verwendung eines in einer schlauchleitung stroemenden gasfoermigen oder fluessigen arbeitsmittels

Info

Publication number: DE2718528A1
Application number: DE19772718528
Authority: DE
Inventors: Franz Bauer; Max Zirngibl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-04-26
Filing date: 1977-04-26
Publication date: 1978-11-02

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Antrieb eines Vorrichtungsteiles
unter Verwendung eines in einer Schlauchleitung strömenden gasförmigen oder flüssigen Arbeitsmittels.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Antrieb eines Vorrichtungsteiles unter Verwendung eines in einer Schlauchleitung strömenden gasförmigen oder flüssigen Arbeitsmittels.
Für viele technische Verfahren ist die Beherrschung von immer wiederkehrenden reversiblen Bewegungen gradliniger oder beliebiger Wegcharakteristik erfordeSich. Derartige Bewegungen von Vorrichtungsteilen können auf verschiedene Arten bewerkstelligt werden, sei es durch Zahnstangen, Reibräder, mittels pneumatisch oder hydraulisch arbeitender Hubzylinder aber auch durch elektrische Antriebe mittelbar über Spindeln und dgl..
Die bekannten und bewährten mannigfaltigen Antriebsarten zum Antrieb von Vorrichtungsteilen sind unproblematisch, solange keine besonderen Umweltbedingungen vorliegen. Bei den bekannten Antrieben entstehen indessen Schwierigkeiten, sei es hinsichtlich des Aufwandes oder der Abnützung, wenn die zu bewegenden Vorrichtungsteile in hermetisch geschlossenen Räumen, z.B.
Strahlenschutzräumen oder bei chemischen Bädern zum Transport von WerkstUcken zur Anwendung kommen; sie sind z.B. dem Angriff reaktiver Dämpfe ausgesetzt, ferner können sich strahlende Teilchen in der Vorrichtung festsetzen.
Zweck der Erfindung ist es, durch verfahrens- und vorrichtungsmäßige Maßnahmen ein vergleichsweise mit geringem Aufwand an Bau- teilen zu betreibendes Verfahren zum Antrieb eines Vorrichtungsteiles sowie eine zur Ausübung des Verfahrens dienende Vorrichtung zu schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Antrieb eines Vorrichtungsteiles zu schaffen, wobei das Verfahren einerseits für eine Fernsteuerung des Antriebes und andererseits zur Beschleunigung des Vorrichtungsteiles in den durch eine Führungsbahn vorgegebenen möglichen Bewegungsrichtungen sowie für wahlweise unterschiedliche Geschwindigkeiten gut geeignet sein soll. Fernerhin soll das bewegte Vorrichtungsteil möglichst lageunabhängig und geräuschlos betrieben werden.
Ausgehend von einem Verfahren zum Antrieb eines Vorrichtungsteiles der vorgenannten Art besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, daß man durch einen vom zu bewegenden Vorrichtungsteil verursachten Stau des Arbeitsmittels in der Schlauchleitung die durch den Stau entstehende Reaktionskraft zum Antrieb des Maschinenteiles nutzt.
Durch diese erfinderische Verfahrensweise wird es ermöglicht, z.B. von einer beliebig weit vom zu bewegenden Vorrichtungsteil abgesetzten Steuerstelle durch die Beeinflussung des Arbeitsmittels hinsichtlich seiner Richtung und Menge, das Vorrichtungsteil geräuschlos mit wählbarer Geschwindigkeit und Vortriebskraft zu betreiben sowie zu steuern. Da keinerlei sonstige bewegte Teile zum Antrieb des Vorrichtungsteiles notwendig sind, ist diese Verfahrensweise zum Antrieb eines Vorrichtungsteiles weitgehend unempfindlich gegen die Einwirkung chemischer oder strahlender Substanzen.
Ausgehend von einem mittels einer Flüssigkeit oder eines gasförmigen Arbeitsmittels bewegten Vorrichtungsteil, besteht die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens darin, daß das Vorrichtungsteil mindestens einen gegen die Schlauchleitung lastenden und die Schlauchleitung an der Laststelle verformenden Druckkörper aufweist. Vorzugsweise ist dieser Druckkörper eine Rolle.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der zu bewegende und mit einem gegen die Schlauchleitung lastenden Druckkörper ausgerüstete Vorrichtungsteil mittelbar mit Führungsorganen ausgerüstet und die Schlauchleitung in einer Rolle gehalten.
Weitere erfinderische Merkmale der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen herausgestellt.
In den Zeichnungen sind verschiedene gemäß dem erfinderischen Verfahren arbeitende Vorrichtungen dargestellt.
Es zeigen: Figur 1 ein anzutreibendes Vorrichtungsteil mit zwei als Rollen ausgebildeten Druckkörpern, Figur 2 ein auf Stützen gelagertes Vorrichtungsteil mit einem als Rolle ausgebildeten Druckkörper, Figur 3 ein zu bewegendes Vorrichtungsteil, wobei hier der auf die Schlauchleitung lastende Druckkörper ein Formteil ist, Figur 4 ein zu bewegendes Vorrichtungsteil für einen WerkstUcktransportzug, Figur 5 einen gemäß der Figur 4 gebildeten Transportzug für eine galvanische Anlage, Figur 6 eine Antriebsvorrichtung für ein Greifwerkzeug und Figur 7 eine schematische Darstellung zur Steuerung eines zu bewegenden Vorrichtungsteiles.
Figur 1 zeigt in einem Längsschnitt ein zu bewegendes Vorrichtungsteill,welches mit der Geschwindigkeit V in Pfeilrichtung bewegt werden soll. Im Vorrichtungsteil sind zwei Rollen 3 gelagert, welche gegen eine Schlauchleitung 2 lasten. In der Schlauchleitung strömt in Richtung von A nach B ein Arbeitsmittel 4, z.B. eine Flüssigkeit. Durch den an den Rollen 3 auftretenden Stau 5 in der Schbuchleitung 2 wälzen sich die Rollen 3 auf der Schbuchleitung 2 ab, so daß mittelbar über die Rollenachsen 6 das Vorrichtung steil 1 in Richtung des Pfeiles V einen Vortrieb erhält. Wird die Strömungsrichtung des Antriebsmittels 4 in der gestrichelt gezeichneten Pfeilrichtung von B nach A umgekehrt, so erfolgt eine Bewegung des Vorrichtungsteiles entgegen der Pfeilrichtung V. Die Bewegungsverhältnisse sind von der zu bewegenden Masse einerseits, sowie andererseits vom Walkwiderstand der Rollen 3, sowie von den Strömungsverhältnissen des Arbeitsmittels 4 in der Schlauchleitung 2 abhängig.
Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines zu bewegenden Vorrichtungsteiles 1, welches hier an einer Schiene 7 geführt ist. Die hier im Querschnitt dargestellte Schiene 7 besitzt eine Rille oder Nut 8, in welcher die Schlauchleitung 2 eingelegt ist.
Gegen diese Schlauchleitung lastet die im Vorrichtungsteil 1 drehbar gelagerte Rolle 3. Stützrollen 9 lasten gegen die Flanken 10 der im Querschnitt nahezu dreieckförmigen Schiene 7. Die Stützrollen verleihen dem Vorrichtungsteil 1 einen sicheren Halt an der Schiene. Mittels eines, z.B. optischoder induktiv arbeitenden,FUhlers 11 ist die genaue Lage hinsichtlich des Ortes des Vorrichtungsteiles an einem bestimmten Ort auf der Schiene registrierbar. Der Fühler liefert ein Signal an die das Arbeitsmittel beeinflussende Steuerung, so daß ein genaues Positionieren bzw. eine hier vorzunehmende Umsteuerung des Vorrichtungsteiles 1 möglich ist.
Figur 3 zeigt einen Antrieb für eine Meßbacke 12, z.B. eines Meßgerätes, wobei Jedoch bei dieser Anordnung außer dem Vorrichtungsteil 1, nämlich der Meßbacke, keinerlei sonst bewegte Teile vorhanden sind. Ein solcher Antrieb ist z.B. empfehlenswert für Räume, in denen mit strahlenden Schwebeteilchen zu rechnen ist, die sich in Lager oder dgl. absetzen könnten. Die Schlauchleitung 2 ist hier aus einem besonders gut gleitfähigem Kunststoff, z.B. aus Polytetrafluoräthylen gebildet, so daß der Reibungswiderstand an der Drosselstelle 13 vergleichsweise gering ist. Die Führung des Vorrichtungsteiles 1 erfolgt hier an einer Führungssäule 14, an welcher die Führungshülse 15 gleitbeweglich geführt ist. Bei dieser Anordnung ist es erforderlich, die Führungshülse im Vergleich zur Länge L möglichst lang auszubilden, um ein Verkanten des Vorrichtungsteiles 1 an der Führung 14 zu verhindern.
In den Figuren 4 und 5 ist das zu bewegende Vorrichtungsteil 1 Führungsteil für eine Werkstück-Transportvorrichtung, z.B. für ein galvanisches Bad. Ähnlich wie in Figur 2 dargestellt, ist auch hier die Schlauchleitung 2 in einer Transportschiene 7gehalten. Diese Transportschiene ist - wie aus der Figur 5 zu ersehen - räumlich gekrtimmt. Zu diesem Zweck besitzt die Schlauchleitung 2 ein Klemmprofil 16, welches in eine Nut 16' der Schiene 7 eingreift, so daß die Schlauchleitung in der Schiene fest gehalten ist. Die Schlauchleitung ist hier an ihren hochbeanspruchten Knickscheiteln mit*Verstärkungswulst 18 versehen.
Eine Füurungsrolle 9 greift in eine Führungsnut 19 der Führungsschiene 7. Dadurch wird die Führung eines Werkstückes 20 in der Transportebene gewährleistet. Die Antriebsrolle 3 sowie die Führungsrolle 9 sind hier an einer einseitig um die Schiene 7 greifenden Lasche 21 befestigt, wohingegen die Befestigung der Schiene 7 an der von der Lasche abgekehrten Seite mittels eines Steges 22 erfolgt, die Jeweils mit dem Rahmen des Transportzuges 23 verbunden sind. Wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich, geschieht hier die Bewegung des Vorrichtungsteiles 1 an verschiedenen Stellen der Schiene 7 in Richtung von zwei Bewegungskomponenten x und y, nämlich zum Aus- und Eintauchen des Bauteiles 20 in die Flüssigkeit 24 eines galvanischen Bades 23.
Aufgrund der Konstruktion der Figur 4 des Vorrichtungsteiles 1 ist die Lasche 21 immer rechtwinklig zur Schiene 7 gerichtet.
An der Lasche 21 ist in einem Gelenkteil 27 ein Pendel 26 angelenkt, welches eine das Bauteil 20 erfassende Zange 25 aufweist.
Durch diese gelenkige Anordnung wird gewährleistet, daß das Bauteil immer senkrecht beim Ein- und Austauchen im und aus dem galvanischen Bad gehalten ist.
Gemäß Figur 6 ist das zu bewegende Vorrichtungsteil 1 eine Greifzangenbacke 28, die gegenüber einer feststehenden Backe 29 der Greifzange 30 beweglich ist; diese Greifzange dient z.B. zum Manipulieren von Gegenständen in strahlengeschützten Räumen.
Die bewegliche Backe 28 besitzt auch hier zwei Rollen 3, die gegen eine von einem Arbeitsmittel durchströmte Schlauchleitung 2 lasten. Strömt das Arbeitsmittel in Richtung des Pfeiles 31 durch die Schlauchleitung, so wird durch den bei 32 auftretenden Stau die Zange geöffnet; wird indessen die Strömungsrichtung entgegen des Pfeiles 31 umgekehrt, so schließt sich die Zange.
Wie letztlich aus Figur 7 hervorgeht, erfolgt die Steuerung des zu bewegenden Vorrichtungsteiles 1 in Abhängigkeit von den Strömungsverhältnissen in der Schlauchleitung 2. Das Arbeitsmittel 4 ist in einem Behälter 32 bevorratet und wird mittels einer Pumpe 33 in die Schlauchleitung 2 getrieben. Jeder der Zweige 33 und 34 der Schlauchleitung 2 ist gegabelt, wobei je-*einem weils ein Gabelzweig 35 und 36 mit dem Druckstutzen 37 der Pumpe verbunden ist, wohingegen der jeweils andere Gabelzweig nämlich 38 und 39 in den Behälter 32 des Arbeitsmittels münden. Jeder Gabelzweig besitzt ein elektromagnetisch arbeitendes Ventil 40 bis 43 sowie eine einstellbare Drossel 44 bis 47. Soll z.B. das zu bewegende Vorrichtungsteil 1 in Richtung des Pfeiles 48 betrieben werden, so sind die Drosseln 46 und 44 auf Durchgang gestellt und die Ventile 42 und 40 geöffnet. In diesem Falle strömt das Arbeitsmittel in Pfeilrichtung durch die Schlauchleitungen; soll indessen die Bewegungsrichtung des Vorrichtungsteiles 1 entgegen der Richtung des Pfeiles 48 erfolgen, so werden die Ventile 41 und 43 geöffnet, wohingegen die anderen Ventile schließen. Die Steuerung der elektromagnetischen Ventile 40 bis 43 erfolgt hier über Schalter 49 und 50. Durch die Stellung der Drosselventile 44 bis 47 hat man es in der Hand, die Strömungsgeschwindigkeit bzw. die durch die Schlauchleitung durchgesetzte Menge des Arbeitsmittels zu reduzieren und so die Geschwindigkeit und Vortriebskraft des zu bewegenden Vorrichtungsteiles 1 zu beeinflussen.
Wie aus den vorliegenden Beispielen ersichtlich, ist das erfinderische Verfahren mannigfach anwendbar, wobei die spezielle Ausbildung des zu bewegenden Vorrichtungsteiles von den jeweiligen Aufgaben abhängig ist.
9 Patentansprüche 7 Figuren L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Antrieb eines Vorrichtungsteiles unter Verwendung eines in einer Schlauchleitung strömenden gasförmigen oder flüssigen Arbeitsmittels, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß man durch einen vom zu bewegenden Vorrichtungsteil verursachten Stau des Arbeitsmittels in der Schlauchleitung die durch den Stau entstehende Reaktionskraft zum Antrieb des Maschinenteiles nutzt.
2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem mittels einer Flüssigkeit oder eines gasförmigen Arbeitsmittels bewegten Vorrichtungsteiles sowie einer Schlauchleitung und Steuerorganen, nämlich Ventile und Drosseln zum Steuern des Arbeitsmittels in der Schlauchleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorrichtungsteil (1) mindestens einen gegen die Schlauchleitung (2) lastenden Druckkörper (3) bzw.

(13) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem zu bewegenden Vorrichtungsteil (1) in Verbindung stehende und auf die Schlauchleitung lastende Druckkörper (3) eine Rolle ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bewegende und mit einem gegen die Schlauchleitung (2) lastenden Druckkörper (3) ausgerüstete Vorrichtungsteil (1) mittelbar mit Führungsorganen (9, 15) ausgerüstet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bewegende Vorrichtungsteil (1) an eier Schiene (7) geführt ist und daß in der Schiene eine Rille (8) eingebracht ist, in der die Schlauchleitung (2) eingelegt ist.
6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichiiet, daß die Schlauchleitung (2) in der Schiene (7) mittels eines Befestigungswulstes (16) gehalten ist.
7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Druckkörper (3) ausgerüstete Vorrichtungsteil (1) Halteorgane (26) zum Halten eines zu behandelnden Bauteiles (20) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bewegende Vorrichtungsteil (1) Teil eines Meßgerätes (12) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zu bewegende Vorrichtungsteil (1) Teil eines Werkzeuges (28) ist.