DE2821635A1 - Hubvorrichtung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE
DlPL-ING. BUSCHHOFF

DlPL-ING. VOLLBACH
5 KÖLN/RH.

KAISER-WILHELM-RING 24

Reg.-Nr.

I He 151 Ί KÖLN, den 17.5.1978

Akfenz.: bitte angeben Ι/ί

Anm.: 1. Herr Jean Pierre Huet

Eue de Villiersfins, 41000 Blois (Frankreich)

2. Herr Alain Oourtois

Eue de la Picardi&re, 41000 Blois (Frankreich)

Titel: Hubvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung, deren Hubstange eine Hub- oder iDranslationsbewegung oder eine Drehbewegung oder zugleich eine Hub- und eine Drehbewegung ausführen kann.

Hydraulische, pneumatische, ölpneumatische Hubvorrichtungen und Hubvorrichtungen allgemeiner Art mit Kolben und Druckmittel sind ebenso bekannt wie elektrische Hubvorrichtungen. Diese bekannten Hubvorrichtungen haben eine in einem Zylinder angeordnete Stange, die diesem gegenüber eine Translationsbewegung ausführt. Bei den mit einem Druckmittel arbeitenden Hubvorrichtungen ist die Stange mit einem Solben verbunden, der in dem Zylinder gleitend gegen diesen abgedichtet ist, wahrend Zuführungs- und Entleerungsleitungen für das Druckmittel an beiden Enden des Zylinders angeordnet sind, derart, daß der Kolben eine Translationsbewegung ausführen kann, die "Auf- und Abbewegung" genannt wird.

Beispielsweise im Bereich der Automation ist es jedoch oft notwendig, Hubvorrichtungen anzuordnen, deren Hubstange zusätzlich zu ihrer üblichen Auf- und Abbewegung eine Drehbewegung ausführen kann, wobei beispielsweise ein am Ende der Hubstange befestigter Arm aus

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diesen beiden, ggf. kombinierten Bewegungen Nutzen zieht.

Aus diesem Grunde wurde eine Hubvorrichtung mit Zylinder und Kolben ersonnen, die beide einen Querschnitt in form eines Bogendreiecks haben, so daß sie drehfest miteinander verbunden sind, wahrend der Zylinder in einer Stützvorrichtung drehbar gelagert war, die mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung nach Belieben den Zylinder und damit auch die mit dem Kolben fest verbundene Hubstange drehen konnte.

Bine solche Torrichtung hat zahlreiche Nachteile. Zunächst sind die Herstellungskosten außerordentlich hoch, was in erster Linie daher kommt, daß es schwierig ist, eine Bohrung mit dem Querschnitt eines Bogendreiecks herzustellen. Darüber hinaus besteht ein großer Hachteil darin, daß der Bearbeitung des Zylinders Grenzen gesetzt sind. Tatsachlich sind die Apparate, die für die Herstellung genauer Bohrungen dieser Art in frage kommen, nicht nur kompliziert, sondern sie haben auch hinsichtlich der länge der mit ihnen herzustellenden Werkstücke technologische Grenzen, wodurch die Möglichkeiten eingeschränkt werden, da ja die Ausziehlange der Stange offensichtlich von der Lange des Zylinders abhängt.

Hit der Erfindung wird deshalb eine Hubvorrichtung vorgeschlagen, die eine in einem Zylinder angeordnete Staus· aufweist, die gegenüber dem Zylinder mit bekannten. Kitteln, beispielsweise hydraulisch, pneumatisch, olpneumatisch, elektrisch oder magnetisch verschiebbar ist. Me Hubvorrichtung nach der Erfin-

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dung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stange mit einer Stützplatte drehfest verbunden ist, in der sie ggf. abdichtend gleitend gelagert ist, und daß die Stützplatte in einem Ende des Zylinderkopf es oder in einem mit diesem verbundenen Element angeordnet ist und daß eine Drehvorrichtung vorgesehen ist, die die Stützplatte mittelbar oder unmittelbar derart dreht, daß die Stange nach Belieben eine Translationsbewegung oder eine Drehbewegung oder beide Bewegungen zugleich ausführt.

Um die Stange und die Stützvorrichtung drehfest miteinander zu verbinden, hat die Stange vorteilhaft einen im wesentlichen polygonalen, vorzugsweise von Kurvenlinien begrenzten oder im wesentlichen ovalen Querschnitt, während die Stützplatte oder Stützvorrichtung eine im Querschnitt entsprechende Öffnung hat.

Es ist klar, daß in diesem Falle der Zylinder einen kreisförmigen Querschnitt haben kann, während die Herstellung einer Stange mit polygonalem oder ovalem Querschnitt und die Herstellung einer in ihrer Länge begrenzten Stützplatte mit einer hieran angepaßten öffnung verhältnismäßig einfach ist und praktisch keiner Beschränkung unterliegt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stützplatte «it dem Kopfende des Zylinders fest verbunden und dieses oder vorzugsweise ein mit diesem verbundenes Teil, wie beispielsweise ein Zahnrad, ist in einem Sockel drehbar gelagert, während eine Betätigungsvorrichtung zum Drehen des Zylinders oder des mit ihm verbundenen Teiles vorgesehen ist, um die Stützvorrichtung und mit ihr die Hubstange indirekt zu drehen.

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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Stütjsplatte im Kopfende des Zylinders oder in einem mit diesem fest verbundenen Teil beispielsweise mit Wälzlagern gelagert und es ist eine Drehvorrichtung vorgesehen, welche die Stützplatte unmittelbar dreht.

Bei einer Hubvorrichtung mit Kolben ist dieser vorteilhaft drehbar, beispielsweise mit Hilfe eines Drehlagers am Ende der Hubstange derart gelagert, daß diese bei ihrer Drehbewegung den Kolben nicht mitnimmt.

Die Drehvorrichtung kann beispielsweise von einer Zahnstange oder einer Schraubenspindel gebildet werden, die mit einer ihr angepaßten Verzahnung zusammenwirkt, die auf dem Zylinder oder dem mit diesem verbundenen Teil oder auf der Stützplatte selbst angeordnet ist. Die Zahnstange kann hierbei beispielsweise durch einen Hubzylinder betätigt werden.

Die Erfindung ist auch bei vorhandenen Hubvorrichtungen bekannter Art anwendbar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand der Zeichnungen durch Ausführungsbeispiele näher beschrieben wird. Es zeigt:

Fig. 1 eine Hubvorrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt,

Pig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung ist Längsschnitt und

Tig. 3 den Gegenstand der Pig. 2 in einem Querschnitt nach Linie IH-III.

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Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Hubvorrichtung nach der Erfindung, die einen Zylinder 1, eine Hubstange 2 und einen Kolben 3 aufweist. Der Kolben hat kreisförmigen Querschnitt und ist im Zylinder 1 gleitend geführt und mit einer Dichtung 4 abgedichtet. Das Kopfende des Zylinders 1 ist mit einer Stützplatte 5 versehen, die mit Hilfe einer Gewindestange 6 und einer Mutter an einer Tragplatte 7 befestigt ist, die ihrerseits dicht mit dem anderen Ende des Zylinders derart verbunden ist, daß der Zylinder 1, die Stützplatte 5 und die Tragplatte 7 einen Block bilden. Die Stange ist in der Stützplatte 5 abdichtend gleitend geführt. Sie hat einen im wesentlichen polygonalen, durch Bogenlinien begrenzten Querschnitt, der in Pig. 3 dargestellt ist, während die Stützplatte 5 eine dem Stangenquerschnitt entsprechende öffnung aufweist. Man erkennt hieraus, daß die Stützplatte 5 und die Stange 2 hierdurch drehfest miteinander verbunden sind.

Die Tragplatte 7 ist beispielsweise mit Hilfe einer Schraube 8 an einem Zahnrad 9 befestigt. Dieses ist mit Wälzlagern 10 in einem feststehenden Sockel 11 drehbar gelagert. Tangential zum Zahnrad 9 ist eine Zahnstange 12 derart angeordnet, daß sie das Zahnrad antreiben kann. Diese Zahnstange 12 wird beispielsweise von einem Hubzylinder betätigt, wie er bei der in den Pig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform benutzt wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Der Kolben 3 wird durch eine hier nicht näher dargestellte, mit Druckmittel arbeitende Vorrichtung in seiner Längsrichtung bewegt. Wenn die Zahnstange 12

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das Zahnrad 9 dreht, dreht dieses den Träger 7, den Zylinder 1 und die Stützvorrichtung 5 und. infolgedessen auch die Hubstange 2. Es ist deshalb möglich, der Stange 2 eine Xranslationsbewegung und eine Drehbewegung zu erteilen. Diese beiden Bewegungen, die getrennt voneinander erhalten werden können, können ebenfalls auf 3ede mögliche Art und Weise miteinander kombiniert werden, wobei sie die Antriebs- oder Steuervorrichtungen für jede dieser Bewegungen überwachen.

Das freie Ende der Stange 2 kann mit einem senkrecht an dieser befestigten, nicht näher dargestellten Arm verbunden sein, dessen freies Ende dann alle Punkte einer Zylinderfläche erreicht, deren Radius der Länge des Armes und deren Höhe der Länge des Stangenhubes entspricht.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Hubvorrichtung einen im Querschnitt kreisförmigen Zylinder 21, eine Stange 22 und einen Kolben 23 aufweist. Der Kolben 23 ist gegen den Zylinder 21 mit Dichtungen 24 abgedichtet und im Zylinder gleitend geführt. Das Kopfende des Zylinders weist ebenfalls eine Stützplatte 25 auf. Diese ist jedoch mit Wälzlagern 26 in einem Kopfteil 2? drehbar gelagert, das unter Zwischenschaltung eines Anschlußstückes 28 mit Hilfe einer Gewindestange 30 und Mutter an einem Sockel 29 befestigt ist. Der Sockel 29 befindet sich am anderen Ende des Zylinders und verschließt diesen dicht. Man erkennt, daß der Kopf 27, der Zylinder 21 und der Sockel 29 einen Block bilden. Der Sockel 29 und das Anschlußstück 28 sind außerdem mit Zu- und/oder Entleerungsleitungen 31 bzw. 32 für ein Druckmittel versehen.

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Wie bei dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Stange 22 in der Stützplatte 25 gleitend und abdichtend geführt» wobei diese beiden Teile genau zueinander passende, polygonale, von Bogenlinien begrenzte Querschnitte haben, die im vorliegenden Fall im wesentlichen dreieckig sind. Außerdem ist der Kolben 23 mit Wälzlagern 33 am Ende der Stange 22 drehbar gelagert.

Die Stützplatte 25 hat eine Umfangsverzahnung 34» die mit einer Zahnstange 35 zusammenarbeitet, die tangential zur Stützplatte angeordnet ist. Die Zahnstange wird von einem Hubzylinder 36 angetrieben, der parallel zur Zahnstange angeordnet ist und dessen Kolbenstange mit dem Ende der Zahnstange durch einen Koppelarm 37 verbunden ist.

Die Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 erlaubt ebenso wie die zuerst beschriebene Ausführungsform die Kombination einer Translationsbewegung mit einer Drehbewegung. Hierbei wird jedoch die Stützplatte 25 unmittelbar gedreht, welche die Stange bei ihrer Bewegung mitnimmt, während der Zylinder 21 fest stehen bleibt. Die Ausführung, bei der der Kolben 23 am Ende der Kolbenstange 22 drehbar gelagert ist, ist nicht unbedingt notwendig, bietet jedoch den Vorteil, die Eeibungskräfte bei Drehung des Kolbens zu vermeiden, der dann gegenüber dem Zylinder 21 in der gleichen, unveränderlichen Winkelstellung bleibt.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es sind zahlreiche .Änderungen oder Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Betätigungsvorrichtung für die Drehbewegung anders ausgebildet sein und

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insbesondere von einem Spindeltrieb gebildet werden. Außerdem erstreckt sich die Erfindung auf alle Arten von Hubvorrichtungen und ist nicht auf die im einzelnen beschriebenen Hubvorrichtungen beschränkt, die mit einem Kolben und einem Druckmittel arbeiten.

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Claims (6)

1. Ansprüche :

   Hubvorrichtung insbesondere mit einem durch ein hydraulisches, pneumatisches oder ölpneumatisches Druckmittel axial verschiebbaren Kolben, der am Ende einer Stange befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopfende eines Zylinders (1 bzw. 21) oder eines mit diesem fest verbundenen Teiles (27) eine Stützvorrichtung (5 bzw. 25) angeordnet ist, die eine Öffnung von ovalem oder im wesentlichen polygonalem, von Kurvenlinien begrenzten Querschnitt hat und daß die Stange (2 bzw. 22) in dieser Öffnung abdichtend und gleitend geführt ist und auf dem größeren Teil ihrer Länge einen dem Querschnitt der öffnung angepaßten Querschnitt aufweist, derart, daß die Stange (2, 22) mit der Stützvorrichtung (5 bzw. 25) drehfest verbunden und derart geführt axial verschiebbar ist und daß ggf. eine Drehvorrichtung (9» 12 bzw. 34, 35» 36) vorgesehen ist, um die Stützvorrichtung (5, 25) direkt oder indirekt derart anzutreiben, daß die Stange (2 bzw. 22) wahlweise

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   eine Translationsbewegung oder eine Drehbewegung oder eine Kombination dieser beiden Bewegungen ausführen kann.
2. 2. Hubvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (5) mit dem Kopfende des Zylinders (1) fest verbunden ist und daß der Zylinder (1) oder ein mit diesem verbundenes Teil (7), z.B. ein Zahnrad (9), in einem Sockel (11) drehbar gelagert ist, während ein Drehantrieb (12) für den Zylinder (1) oder für den mit ihm verbundenen Teil (7) vorgesehen ist, so daß die Stützvorrichtung (5) und damit auch die Stange (2) indirekt in Umdrehung versetzt werden können.
3. 3. Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung (25) am Kopfende des Zylinders (21) oder in einem mit diesem fest verbundenen Teil (27) z.B. mit Hilfe von Wälzlagern (26) drehbar gelagert ist und daß ein Drehantrieb (35ι 36) vorgesehen ist, der die Stützvorrichtung (25) unmittelbar dreht.
4. 4-. Hubvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (23) vorzugsweise mit Wälzlagern (33) am Ende der Stange (22) derart drehbar gelagert ist, daß die Stange (22) den Kolben (23) bei ihrer Drehbewegung nicht mitnimmt.

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5. 5· Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb von einer Zahnstange (12 bzw. 35) gebildet wird, die mit einer auf dem Zylinder (1) oder einem hiermit oder mit der Stützvorrichtung (25) verbundenen Teil (9 bzw. 27) angeordneten Verzahnung zusammenwirkt und daß die Zahnstange (12 bzw. 35) beispielsweise durch einen Hubzylinder (36) betätigt wird.
6. 6. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb von einer Schnecke gebildet wird, die mit einer ihr zugeordneten Schneckenradverzahnung zusammenwirkt, die auf dem Zylinder oder einem mit diesem oder der Stützvorrichtung fest verbundenen Teil angeordnet ist.

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