DE2751430A1 - Kraft und arbeitselement - Google Patents

Kraft und arbeitselement

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DE2751430A1
DE2751430A1 DE19772751430 DE2751430A DE2751430A1 DE 2751430 A1 DE2751430 A1 DE 2751430A1 DE 19772751430 DE19772751430 DE 19772751430 DE 2751430 A DE2751430 A DE 2751430A DE 2751430 A1 DE2751430 A1 DE 2751430A1
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DE19772751430
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English (en)
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Gerd W Dr Ing Seifert
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Seifert gerd W dr-Ing
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Seifert gerd W dr-Ing
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Kraft und Arbeitselement
  • Die Neuerung betrifft ein Kraft und Arbeitselement für fluidische Mittel welches aus einem Gehäuse, einem Zylinder, einem Kolben mit Puhrungsiechanismen mindestens einer Rollmembran besteht und die Rollmembran zwei von einander unabhängige Räume trennt, die verschiedene Größen und Formen aufweisen können.
  • Es sind Elemente bekannt, bei denen sich aber Anwendungsgrenzen, die oit durch Abmessung und Faltenbildung beim Abrollvorgang bedingt sind ergeben.
  • Die Rollmembran, die mit einem Kolben zusammenarbeitet muß in der Nähe der Einspannstelle immer eine Rollfalte bilden die bei allen Betriebazuständen erhalten bleiben muß. Andere Falten, Doppelfalten und andere Unregelmäßigkeiten führen bald zur Zerstörung der Rollmembran.
  • In vielen Fällen ist die unzureichende Führung des Kolbens im Zylinder axial und gegen Verdrehung des Kolbens um die Besegungabahn nicht ausreichend, bzw. gar nicht vorhanden. Die einwandfreie Abwicklung der Rollmembran im Zylinder oder auf dem Kolbenmantel wird selbst bei geringen Abweichungen der Führung von der Mittelachse oder besonders bei kleinsten Verdrehungen des Kolbens um seine Achse zu Schwierigkeiten fuhren.
  • Diese SchsiBrigkeiten werden nach der Erfindung dadurch behoben, daß Führungsmittel für radiale und/oder drehfeste Führung des Kolbens zwischen Kolben und Gehäuse angeordnet sind. Solche Führungsmittel können auch über einen Teil des Hubes wirksam sein und gegebenenfalls mit Führungsmitteln zwischen Kolbenmantel und Gehäuseinnenform zusammenarbeiten.
  • Durch diese Führungsmitteln werden auch ätißere Kräfte, die mittel-oder unmittelbar auf die Kolbens tange wirken vom Kolben und der Rollmembran fern gehalten, sodaß die Rollmembran immer gespannt ist und sich faltenfrei abwickeln kann.
  • Die exakte Führung des Kolbens und des Abrollverhaltens der Membran ermöglicht es auch, Elemente zu schaffen, deren Querschnitt zur Bewegungsbahn unrund ist. Auch Elemente deren Kolben auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn laufen können bei exakter Führung der Bauteile unrund ausgeführt werden. Für viele Anwendungen ist es günstig wenn Elemente ohne Getriebeübersetzung wie Zahnräder u.ä. an der Lagerung der Kolbenftilirung ein Drehmoment abgeben. Solche Ausführungen werden bevorzugt als Stellelement für Klappen u.ä., um eine Achse drehbar bewegliche Maschinenelemente verwendet.
  • Die sich ergebenden Lösungen sind besonders für die Herstellung aus Kunststoffen geeignet, da die Führungskräfte an großen Durchmessern und/oder langen Führungen wirksam sind. Auch die Herstellung von Gehäuseteilen für unrunde und andere Ausführungen wird durch die Verwendung von Kunststoffen wesentlich erleichtert.
  • Die Ausführung wesentlicher Bauteile aus Kunststoff ergibt besonders wirtschaftliche Lösungen für Elemente die mit Unterdruck arbeiten. Diese Ausführungen erfordern auch geringe Abmessung gegenüber den bekannten.
  • Die Anwendung der Verbesserungen kann in jeder zweckentsprechenden Form erfolgen, es ist auch möglich z.B. mit nur einem Führungsmittel zwischen Kolben und Gehäuse zu arbeiten und als zweite Führung wie bisher die Lagerung der axial beweglichen Kolbenstange zu benutzen. Damit wird bereits eine Verbesserung gegenüber dem Bekannten erreicht.
  • Auch andere Kombinationen von Führungsmitteln sind denkbar.
  • Insbesondere können Führungsmittel über einen wählbaren Teil des Hubes, andere über einen anderen Teil des Hubes wirksam sein. Überschneidungen dienen der stoßfreien Führung des Kolbens.
  • Durch die Führung des Kolbens unabhängig von der Kolbenstange, d.h. durch mindestens in zwei Ebenen wirksameiradial und drehfeste Führungsmittel wird die gleichmäßige Bewegung des Kolbens des Elementes die mit langem Hub und hoher Arbeitsfrequenz ausgeführt werden können, verbessert.
  • Auch bei doppeltwirkenden Elementen die mit Rollmembran arbeiten sind die Vorschläge anwendbar. Die Doppelrollmembran kann ein oder mehrteilig oder auch als schlauchähnliche Membran ausgeführt sein.
  • Die axiale Führung des Kolbens in zwei Ebenen wird ohne wesentlich Verlängerung des Gehäuses dadurch möglich, daß der Innenraum, der sich durch die erforderliche Rollfalte der Membran ergibt eine axiale Verlängerung der F rungsbahnen im Deckel genutzt wird.
  • Die Verbesserung der Führung des Kolbens ermöglicht es auch Elemente zu schaffen deren Querschnitt senkrecht zur Bewegungsbahn unrund ist. Dadurch werden die Einbaubedingungen solcher Elemente verbessert und erheblicher Bauraum gespart.
  • Es werden damit ganz neue Einsatzgebiete, z.B. für Unterdruckelemente erschlossen.
  • Die exakte Führung des Kolbens und die damit mögliche faltenfreie Abwicklung der Membran ermöglicht es auch Elemente zu schaffen die ohne Zwischenübersetzung Drehmoment abgeben. Der Aufbau solcher Elemente ist einfach und wirtschaftlich wenn wesentliche Teile aus Kunststoff hergestellt werden.
  • Für die Neuerungen können sowohl einfache Membranen oder auch solche mit Verstärkungen, Gewebe, oder mehrschichtig ausgeführt, zur Anwendung kommen. Die Gestaltung der Rollmembran kann jede Form erfahren, sie kann auch als schlauchähnliche Membran ausgeführt sein.
  • Elemente mit Rollmembran und Kolben nach den gegebenen Vorschlägen werden vorzugsweise zur Erzeugung von Drücken < 1 ata eingesetzt.
  • In den Figuren 1 - 7 sind Ausführungsbeispiele gezeigt.
  • Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Element mit Rollmembran. Es bedeuten: 1 das Gehäuse das aus Zylinder 2, auf dessen Innenwand sich die Rollmembran anlegt und den Deckel 3 besteht. Mit radialem Abstand bewegt sich der Kolben 4 als Träger der Rollmembran 5 im Gehäuse 1. Der Boden der Rollmembran 5 ist bei 6 mit dem Kolbenboden und einer geführten Kolbenstange 7 verbunden. Die Kolbenstange wird bei 8 und 8' abgedichtet und/oder im Gehäuse geführt. Die Rollmembran 5 ist zwischen den Flanschen 9 und 10 des Gehäuses 1 befestigt und trennt die Räume 11 und 12. Die Räume 11 und 12 besitzen Anschlüsse 13 und 14 für den Austausch des Arbeitsmediums. Eine Feder 15 bringt den Kolben in Ruhelage, wenn die Drücke in den Räumen 11 und 12 etwa gleich sind.
  • Der Anschluß 13 des Raumes 11 ist über eine Drossel, hier beispielsweise eine Dralldrossel 16 mit einer Druckquelle Q 1 verbunden. Der Raum 12 ist über 14 mit einer anderen Druckquelle Q2 verbunden die einen niedrigeren oder gleichen Druck hat als er im Raum 11 herrscht.
  • Die Bewegungsbahn des KolBens 4 ist mit 23 bezeichnet.
  • Die Abwicklung der Rollmembran muß zügig und ohne Faltenbildung erfolgen. Eine exakte Führung des Kolbens 4 ist besonders bei Elementen mit langem Hub geboten. Die Kolbenstange 7 kann diese Führung im allgemeinen nicht ausreichend übernehmen, sie ist auch äußeren Kräften au8gesett die von Bauteilen ausgehen, und damit allein für die Führung des Kolbens nicht immer geeignet. Die Anordnung von Führungsmitteln 17 am Kolben 42 die mit der Laufbahn des Zylinders 2 zusammenarbeiten dienen einer exakten Bohrung des Kolbens. Zur Füllung bzw. Entleerung des Ringraumes 18 zwischen Rolifalte der Membran und Führungsmittel 17 sind Ausnehmungen 19 am Kolben und/oder dem Führungsmittel vorgesehen.
  • Um eine faltenfreie Abwicklung der Rollmembran 5 zu erreichen muß während der Bewegung des Kolbens 4 im Raum 11 ein höherer Druck herrschen als ii Raum 12. Da die üblichen Ventile die Leistung des Elementes vermindern ist im Beispiel - der über sicht halber getrennt vom Element gezeichnet - eine Dralldrossel 16 angeordnet.
  • Diese Dralldrosael besitzt einen etwa kreisförmigen Rotationsraum 20, der in der Mitte eine axiale Öffnung 21 aufweist und einen tangentialen Anschluß 22 hat. Der tangentiale Anschluß 22 ist mit 13 verbunden. Der von der Mitte axial abgehende Anschluß 21 ist über ein nicht gezeigtes Steuerventil mit einer Druckquelle Q1 verbunden. Die Dralldrossel arbeitet in dieser Anordnung wie folgt: Die Druckquelle Q1 fördert Medium über die Dralldrossel 16 Anschluß 22 und 13 in Raum 11. Das Medium flieBt von Q1 in Richtung der a w gezxenen Pfeile in den Rotationeraum 20 und bei 13 in Raum 11. Die Dralldrossel wird radial durchströmt. In dieser Strömungsrichtung, ausgezogene Pfeile, hat die Dralldrossel einen sehr geringen Widerstand.
  • Wenn der Arbeitshub des Kolbens 4 vollendet ist befindet sich der Kolben, im Bild rechts am Zylinderboden. Wird nun durch die Feder 15 bei Öffnung des Anschlusses 14 der Kolben wieder in Richtung der gezeigten Stellung ( links im Gehäuse) gedrückt ist der Druck im Raum 11 größer als im Raum 12, da das Medium in Richtung der fuestrichelten Pfeile in den Dralldrosselraum 20 strömt. Das Medium tritt tangential in den Drosselraum 20 ein und rotiert mit einer gegebenen Geschwindigkeit im Raum 20. Nach dem Gesetz des Dralls, Produkt aus Geschwindigkeit x Radius = konstant, erhöht sich die Rotationsgeschwindigkeit des Mediums im Raum 20 zum Mittelpunkt, Austritt 21 bin. D.h. die Rotationsgeschwindigkeit ist am Auslauf 21 am höchsten. Die dadurch entstehenden Fliehkräfte bilden einen Widerstand in dieser Durchflußrichtung, gestrichtelte Pfeile, und sorgen so für den erforderlichen Überdruck im Raum 11 des Elementes bei der Bewegung des Kolbens von rechts nach links. Damit ist ohne bewegliche Teile Ventile, Klappen u.a.
  • durch Strömungsverlagerung der erforderliche Überdruck im Raum 11 während der Bewegung des Kolbens vorhanden.
  • PiR.2 zeigt ein doppeltwirkendes Element, dessen Kolben mehrteilig ausgeführt ist und unter Zwischenlage einer Doppelrollmembran durch Haltemittel zusammengefügt ist. Es bedeuten 25 und 26 Zylinder, die mit einem zylindrischen Ring 27 der eine Öffnung 28 besitzt zusammengehalten werden. (Haltemittel 31).
  • Eine Doppelrollmembran 29, einteilig oder mehrteilig ausgeführt, ist am Kolben etwa in der Mitte befestigt und deren äußere Enden sind zwischen dem Ring 27 und den Zylindern 25 und 26 durch Haltemittel 31 befestigt. Die Zylinder 25 und 26 und zwischen geschaltete Rollmembran 29 schaffen zwei Bäume 32 und 33. Der Raum 32 besitzt einen Anschluß 34 der über ein Steuertentil 36 mit einer Druckquelle Pt in Verbindung steht. Der Anschluß 35 des Raumes 33 steht über ein Ventil 37 mit einer Druckquelle PII in Verbindung. Der ringförmige Innenraum 38 der gefalteten Rollmembran 29 wird über einen Anschluß 28 im Ring 27 über ein Druckregelventil 39 und ein Rückschlagventil 40 mit einer Druckquelle Pi verbunden.
  • Der im Beispiel aus Einzelheiten zusammengebaute Kolben 30 ist mit einer golbenatange 7' über ein elastisches Glied 41 verbunden. Die Kolbenstange wird über Dichtmittel 8 nach außen geführt. Eine Manschette 42 die am Gehäuse 26 und an der Kolbenstange 7' befestigt ist sorgt dafür, daß Schmutz u.ä. nicht an die Dichtmittel 8 gelangen können. Der Kolben 30 besitzt an seinen Enden Pührungsmittel 17 und 17', die mit den Laufflächen der Zylinder 25 und 26 zusammenarbeiten.
  • Eine exakte Führung des Kolbens ist auch bei größerem Hub sichergestellt. Die Rollmembran kann sich faltenfrei an die Zylinder und Kolbenwände anlegen.
  • Während eines Hubes, gegebenenfalls dauernd, herrscht im Raum 38 ein wählbarer Druck, der im allgemeinen höher ist als der Druck in den Räumen 32 und 33. Damit ist die Anlage der Rollmembran an den Führungsflächen sichergestellt. Der Druck im Raum 38 wird durch einen Druckregler 39 z.B.
  • bei Erwärmung oder sonstigen Volumenveränderungen konstant gehalten.
  • Das Rückschlagventil 40 arbeitet nur dann, wenn der Druck im Raum 38 unter einen wählbaren Wert gesunken ist. In vielen Anwendungsfällen ist es zweckmäßig den Druck Pi durch eine, von einem Betriebszustand der Maschine oder einer sonstigen Verwendungsstelle gesteuert, anzulegen, ganz gleich ob eine Nachfüllung über das Rückschlagventil erforderlich ist oder nicht. Solche Wirkungen können von Betriebs zuständen z.B. bei einem Kraftfahrzeug oder anderen Teilen einer Maschine z.B. Motor gegeben werden. Beispielsweise kann jedesmal bei Betätigung einer Kupplung oder bei einem Schaltvorgang oder einen sonstig wiederkehrenden Betriebszustand der Druck Pi an das Rückschlagventil 40 angelegt werden.
  • Führungsmittel am Kolben 17 und 17 sichern die gleichmäßige Bewegung des Kolbens in radialer Richtung und damit bei allen Stellungen gleichmäßige radiale Stärke des Raumes 38.
  • Bei Elementen mit Rollmembran muß jede Verdrehung des Kolbens um die Bewegupgsbahn 23 unbedingt vermieden werden, da sonst die einwandfreie Abwicklung gestört wird. Im Beispiel wird, Fig. 2, eine Führung des Kolbens 30 axial beweglich, jedoch drehfest geführt durch Nut 43 am Kolben 30 und Feder 44 am Zylinder 25, gezeigt. Solche Führungen können jede denkbare Form und Anordnung aufweisen.
  • Führungsmittel 43,44 können auch mehrfach angeordnet und/ oder auch als radiale Führungsmittel ausgebildet sein.
  • Ihre Funktion kann wählbar auf einen Teil des Hubes begrenzt sein.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß Rollkörper in wählbarer Form, Anordnung und Ausführung mit Führungsmitteln zwischen Kolben und Gehäuse zusammenarbeiten.
  • Bei der Anordnung der radialen Pührungselemente 17 und 17' ergeben sich zwis-chen den Rollfalten und Führungsmitteln Ringräume 45 und 45' deren Volumen sich während der Hubbewegungen des Kolbens verändert. Für Abströmung bzw. Zulauf zu den Räumen 45 und 45' sind Ausnehmungen 19 vorgesehen.
  • Solche Ausnehmungen werden zweckmäßig so angeordnet, daß die Peripherie der Führungsmittel nicht unterbrochen wird.
  • Damit ist eine Riefenbildung am Führungsmittel oder Zylinder, besonders bei solchen aus Kunststoffen oder ähnlichen Materialien, vermieden.
  • Beim Betrieb von doppelt wirkenden Elementen nach Fig. 2 liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die Steuerventile z.B.
  • 36 und 37 als Umschaltventile ausgeführt sind und miteinander oder anderen Steuerungsmitteln gekoppelt werden.
  • Die Verbindung des Kolbens 30 mit der Kolbenstange 7' erfolgt hier durch ein elastisches Glied 41. Damit ist die exakte Führung des Kolbens auch bei Schwenkungen der Kolbenstange 7' gesichert. Die Kolbenstange 7' kann auch andere Formen annehmen z.B. als Seil, Kette oder sonst flexibel ausgeführt sein.
  • Die Durchfubrung der Kolbenstange 7' erfolgt über Dichtmittel 46 und Manschette 47 so, daß die Bewegung der Kolbenstange 7' ohne Einfluß auf den Kolben 30 erfolgt.
  • Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt parallel zur Bewegungsbahn23 eines Elementes mit Rollmembran, dessen Kolben an beiden Enden Führungsmittel besitzen. Das Gehäuse 1 besteht aus Zylinder 2 und Deckel 3. Im Zylinder 2 ist ein Kolben 50 angeordnet.
  • Dieser hat einen zylindrischen Teil 52 und einen konischen Teil 51.
  • Eine Rollmembran 53 ist in eine ringförmige Ausnehmung 54 im Zylinder 2 eingelegt. Der Übergang 55 von dem Wulst, der in Nut 54 liegt verläuft radial und axial - z.B. konisch oder ballig. Kolben 50 besitzt Ausnehmungen 19 die den Kolbenmantel durchsetzen. Der Kolben 50 besitzt Führungsmittel 17, die ein Stück des Kolbens sind oder auch als getrenntes Bauteil ausgeführt sein können. An der dem Führungsmittel 17 gegenüberliegenden Seite des Kolbens erstreckt sich die Rollmembran 53 radial zur Mitte und besitzt eine Ausnehmung 56 die sich mit einer Ausnehmung 57 eines Führungsmittela 58 deckt. Das Fübrungsmittel 58 ist mit dem Kolben unter Zwischenlage der Rollmembran 53 durch nicht gezeigte Haltemittel verbunden.
  • Führungsmittel 58 besitst Ausnehmungen 62 die dem Druckausgleich bei der Hubbewegung des Kolbens 50 dienen.
  • Führungsmittel 58 ist so gestaltet, daß es auch in der gezeigten Stellung mit der Innenwand 59 des Deckels 3 zusammenarbeitet. Das wird dadurch erreicht, daß der Deckel 3 an der Trennstelle, Deckel/Zylinder, axial mit Zylinder 2 verlängert ist 60. Diese Verlängerung 60 kann Teil des Deckels 3 sein oder auch als getrenntes Bauteil ausgeführt und angesetzt und befestigt werden. Damit ist eine beiseitige Führung 55 für die Rollmembran gegeben. Diese Führung stabilisiert die Rollfalte bei der anderen Endlage des Kolbens ( Fig.4 ), dadurch, daß sie sich in den Innenraum der erforderlichen Rollfalte axial und gegebenenfalls etwa konisch oder ballig verlaufend, erstreckt. Die Baulänge des Elementes wird so trotz doppelter Führung des Kolbens, 17 und 58 kaum verlängert.
  • Die Ausnehmung 57 ermöglicht es, daß die gezeichnete tolbenstange 7' mindestens in einer Eben. schwenken kann. Im vorliegenden Ausftlhrungebeispiel besitzt der Deckel 3 ebenfalls Ausnehmungen 61 für die Durchführung der Kolbens tange 7.
  • Eine solche Anordung ist bevorzugt angezeigt wenn das Element über 14 an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist.
  • Fig, 4 zeigt ein Element wie in Fig. 3 beschrieben. Die Ausführung zeigt auch die Anordnung eines axial beweglichen, jedoch drehfest geführten Kolbens.
  • Der Kolben 50 befindet sich in Ruhestellung, er besitzt Führungsmittel 17 die mit der zylindrischen Fläche 59' des Zylinders 2 zusammenarbeiten. Auf der z.B. konischen Mantelfläche des Kolbens liegt die Rollmembran 53 auf, die Uber eine Rollfalte 65 zwischen Zylinder 2 und Deckel 3 bei 54 eingespannt ist.
  • Eine axiale Verlängerung des Deckels 60 ragt in den Innenraum der Rollfalte und in Zylindern hinein. Die Innenwand des Deckels 3 ist mit 59 bezeichnet, sie besitzt gegebenenfalls einen anderen Durchmesser wie der Zylinder 59'. In der Innenwand sind Führungsmittel, hier axiale Nuten 66 angebracht. In diesen Nuten gleiten Federn 67 des Führungs mittels 68 das am Kolben 50 befestigt ist und führen den Kolben drehfest. Die Nuten 66 erstrecken sich bis zur Verlängerung 60, sodaß Führungsmittel auch in den anderen Endlagen des Kolbens wirksam sind. Es können auch mehrere Führungsmittel 67,66 angeordnet sein.
  • Fig. 5 und 6 zeigen ein Element mit Rollmembran dessen Querschnitt unrund ist. Fig. 5 zeigt einen Schnitt parallel zur Bewegungsbahn 23 nach V - V der Fig. 6.
  • Fig. 6 zeigt einen Schnitt senkrecht zur Bewegungsbahn 23 nach VI - VI der Fig. 5. Es bedeuten 1 das Gehäuse mit Zylinder 2 und Deckel 3. Der Kolben 4 trägt die Rollmembran 5 und befindet sich in Ruhelage innerhalb des Deckels.
  • Der Kolben 4 besitzt Fübrungsmittel 17 und 70. Diese übernehmen bei einem unrunden Gehäusequerschnitt - 71 in Fig. 6 -auch die Führung gegen Verdrehung des Kolbens.
  • Der Querschnitt 71 durch Gehäuse 1 setzt sich im Beispiel aus Kreisbögen zusammen deren Tangenten am jeweiligen Berührungspunkt die gleiche Lage haben und sich decken, T1 mit 3 und T2 mit ?3. Die Tangenten sind durch Winkelmarkierung und Punkte 900 im Beispiel gezeichnet. Solche Ausführungen ermöglichen ein einwandfreies Abrollen der Membran und werden auch bei anderen unrunden Zylinderquerschnitten verwendet.
  • Die Erümmungaradien des unrunden Querschnittes können auch cto werden.
  • Fig. 7 zeigt ein Element dessen Kolben auf einer Bewegungsbahn 23 läuft, die eine Kreisbahn darstellt, im Schnitt senkrecht zur Drehachse 78Edie Mittelpunkt für die Bewegungsbahn 23 ist.
  • Das Gehäuse 1 besteht aus einem Zylinder 2 und Deckel 3 die entsprechend der Bewegungsbahn 23 gekrümmt sind.
  • Der Kolben 77, gekrümmt ausgeführt, trägt die Rollmembran 76 deren Form der Zylinderform etwa entspricht. Senkrecht zur Bewegungsbahn 23 sind Rollmembran 76 und Kolben 77 durch Ebenen E 1 und E 4 begrenzt. Die Ebenen E 1 und E4 liegen auf Achse 78 mit Momentanzentrum 78! Deckel 3 besitzt eine Grundplatte 79 auf welcher die Pührungshebel 80 des Kolbens 77 auf Drehachse 78 gelagert ist.
  • Eine kreisbogenförmige Kolbenstange 81 ist am Hebel 80 und Kolben 77 angebracht. Diese wird mit Dichtmittel 82 am Deckel 3 abgedichtet. Der Hub des Kolbens 77 wird durch Hebelarm 83 des Hebels 80 mit Anschlägen, 84 und 85 auf der Grundplatte 79 angeordnet, begrenzt.
  • Eine Drehfeder 86 stellt den Kolben in die gezeigte Lage, Anschlag 83 und 84. Anschlüsse 13 und 14 dienen dem Austausch des fluidischen Mediums.
  • Zylinder 2 besitzt noch Anschlüsse 87 und 87' die eine stufenweise Schaltung des Weges des Kolbens dadurch ermöglichen, daß die Rollmembran während eines Hubes diese Anschlüsse Jeweils bei dem tberlauf der membran schließt.
  • Zur exakten Führung des Kolbens 77 sind Führungsmittel 17 am Kolben angeordnet die mit der Laufbahn des Zylinders 2 zusammenarbeiten.
  • Führungsmittel, z.B. 17 können an der Gleitstelle des Gegenstückes einen ununterbrochenen Umfang aufweisen oder auch an einer wählbaren Anzahl von Berührungsetellen tragen.
  • Die Lage der Rollmembran 76 za den Abwicklungsflächen, Drehachse und sonstigen zugehörigen Bauteilen muß unverändert bleiben. Es sind formschlüssige Paasmittel 88,88' zwischen den Gehäuseteilen und zwischen Rollmembran 76 und Gehäuse vorgesehen. Passrnittel zwischen Kolben 77 und Rollmembran 76 sind mit 89 bezeichnet, diese sind vorzugsweise Teile der Rollmembran.
  • Bei Elementen nach Fig. 7 kann das erzeugte Drehmoment an der Nabe 90 abgenommen werden.

Claims (38)

  1. Patentansprüche t ))Ersit und Arbeitselement, bestehend aus einem Gehäuse, einem Kolben mit mindestens einer Rollmembran, die zwischen zwei Räumen angeordnet ist, in denen sich flnidische Medien wählbarer Art, Aggregatzustand und Zusammensetzung befinden, dadurch gekennzeichnet daß zwischen Kolben (4, 30, 50, 77 und Gehäuse ( 1 ) und/oder Gehäuseteilen (2, 3, 25, 26) Fubrungsmittel ( 17, 17', 43, 44, 66, 67, 68, 70) angeordnet sind.
  2. 2) Kraft und Arbeitselement nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Ptihrungsmittel (17, 17'; 43, 44; 67, 68) mit Kolbenstangen ( 7, 7'; 81) die sich durch einen und/oder mehrere Räume (11, 12 ; 32, 33) erstrecken, zusammenarbeiten.
  3. 3) Kraft und Arbeitselement nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange ( 7', 81 ) beweglich, axial fest (41) am Kolben ( 30, 50, 77 ) angebracht ist.
  4. 4) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange ( 7,7') an der Seite des Kolbens angeordnet ist die beim Arbeitshub den höheren absoluten Druck aufweist.
  5. 5) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß bei doppelt wirkenden Elementen ( Fig. 2) die Kolbenstange ( 7' ) beweglich (41) mit dem Kolben verbunden ist und/oder sich vom Kolben (30) durch beide Arbeitsräume (32,33) und Gehäuseteile ( 25,26 ) erstreckt.
  6. 6) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel ( 17,58, 68,70,77) des Kolbens mit der Innenwand des Zylinders (59') und/oder des Deckels (59) zusammenarbeiten
  7. 7) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Füiirungsmittel für radiale und/oder drehfeste Führung zwischen Gehäuse (44) und Innenflächen (43) des Kolbens (30) angeordnet sind.
  8. 8) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel sowohl parallel zur Bewegungsbshn (25) und/oder auch gegen Verdrehung des Kolbens um die Bewegungsbahn (23) vorgesehen sind.
  9. 9) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Führungsmitteln (17,17',43,68,67) und den Gegenflächen (59.59',44) Wälzkörper wählbarer Form und Anordnung, gegebenenfalls mit Führungskäfig, angeordnet sind.
  10. 10) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprechen dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt der Kolbenstange ( 7,7') am Kolben (4,30,50,77) vorzugsweise zwischen oder auf einer von zwei radialen Begrenzungs-und/oder Führungsebene liegt ( 17,17'; 17,81).
  11. 11) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Stauventil (16) in den Zuläufen der Räume (11) und/oder (12) vorgesehen ist, daß in beiden Durchflußrichtungen verschiedene Widerstandswerte aufweist.
  12. 12) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß das Stauventil als Dralldrossel (16) ausgebildet ist.
  13. 13) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß von dem Ringraum (18) zwischen Rollfalte (65) der Membran (5) und einem sich radial erstreckenden Führungsmittel (17) Ausnehmungen (19) im Kolben (4) und/oder in Führungsmittel (17) angeordnet sind.
  14. 14) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (71) der Räume (11,12) mit Kolben (4,30,50,77) und Rollmembran (5,29,53,76) unrund ist.
  15. 15) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprechen dadurch gekennzeichnet, daß sich der unrunde Querschnitt (71) aus*Kreisbögen wählbarer Radien (R1 22, R3, R4) so zusammensetzt, daß sich am BerUhrungspunkt zweier Radien (R1, R2; R3, R2) die Tangenten (T1 T3; T3, T2) decken.
  16. 16) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (7,7') flexibel ausgeführt ist.
  17. 17) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß nicht von der Rollmembran bertihrte Teile des Deckels (3,59) eine andere geometrische Form und/oder Abmessung aufweisen können (3, 59,66) wie der Zylinder (2,59').
  18. 18) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenaantel (4) längs der Bewegungsbahn (23) von einer zylindrischen Form abweicht.
  19. 19) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Innenform (59) des Deckels (3) ü Eer die Trennfläche des Gehäuses (1) sich axial und/oder radial (60) in den zylindrischen Teil des Zylinders (2) erstreckt und in den Raum (65) eindringt.
  20. 20) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Teil (60) des Deckels (3) ein getrenntes Bauteil, gegebenenfalls aus einem anderen Werkstoff, gefertigt ist und durch Haltemittel mit dem Deckel (3) verbunden ist.
  21. 21) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Teile (55) der Rollmembran (53) zwischen Zylinder (2) und Teil (60) axial und/oder radial gefuhrt sind.
  22. 22) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (59) des Deckels (3) axiale Nuten (66) aufweist, die mit Federn (67) eines Führungsmittels (68) zusammenarbeiten.
  23. 23) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß sich die axialen Nuten (66) auch in der axialen Verlängerung (60) fortsetzen.
  24. 24) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel (58,68,67) am Kolben (50) in allen Stellungen des Kolbens (50) radial in Flächen (59,60) des Deckels (3) geführt werden.
  25. 25) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kolben (77) auf einer Beregungsbahn (23) vorzugsweise kreisfarmig, um das Momentanzentrum (78) dieser Bahn bewegt.
  26. 26) Rollmeabran für Kraft und Arbeitselemente, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Begrenzungsflächen auf Ebenen E1 E4 liegen, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind (78).
  27. 27) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrlinie der Rollmembran (76) in einer Ebene (2) liegt, die auf der gemeinsamen Achse (78) angeordnet ist.
  28. 28) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannebene (E3) der Rollmembran (67) auf einer gemeinsamen Achse (78) angeordnet ist.
  29. 29) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolben (77) und Führungehebel (80) eine bogeniörmige Verbindung (81) besteht, deren triimmungamittelpunkt (78) mit der Drehachse (78) des Führungshebels (80) zusammenfällt.
  30. 30) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Teile (83) des Führungshebels (80) mit Anschlägen (84,85) der Grundplatte (79) zusammenarbeiten.
  31. 31) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß am Zylinder (2) Anschlüsse (87, 87') vorgesehen sind, die über den Arbeitshub von der Rollmembran abgedeckt werden und dadurch eine stufenweise Betätigung möglich ist.
  32. 32) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch uekennzeichnet, daß eine Rasteinrichtung mit dem Führungshebel (80) mittel oder unmittelbar zusammenarbeitet, werk ehe he die Stellung des Kolbens über den Arbeitshub wählbar fixiert.
  33. 33) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß an den Einspannstellen der Rollmembran (5, 29,53,76) außer kraftschlüssigen Verbindungen auch formschlüssige Verbindungen (89, 88,88') vorhanden sind, deren Paasmittel (88,89) und/oder Ausnehmungen (89) Teile der Membran (54,89) und/oder von Gehäuseteilen (2,3,88') sind.
  34. 34) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Bauteile von Führungsmitteln (66,67,68) die der drehfesten Führung des Kolbens (4,30,50) dienen vorzugsweise innerhalb des Deckels (3) angeordnet sind.
  35. 35) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Führungsmittel für radiale und/oder drehfeste Führung des Kolbens (17,17') über einen wählbaren Teil des Hubes, andere (43,44) über einen anderen Teil des Hubes wirksam sind.
  36. 36) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei Führungsmittel (17,17'; 43,44; 66,67) teilweise überschneiden.
  37. 37) Kraft und Arbeitselement nach einem oder mehreren Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß feste und/oder bewegliche Teile des Arbeitselementes aus Kunststoff hergestellt sind.
  38. 38) Kraft und Arbeitselement, bestehend aus einem Gehäuse, mindestens einer Rollmembran, die zwischen zwei Räumen angeordnet ist, in denen sich fluidische Medien wählbarer Art, Aggregatzustand und Zusammensetzung befinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Element zur Erzeugung von Drücken <1 ata dient.
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