DE3418372C2 - Antriebsvorrichtung mit rohrförmigem Gehäuse - Google Patents
Antriebsvorrichtung mit rohrförmigem GehäuseInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung
mit rohrförmigem Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Antriebe für diskontinuierliche Bewegungsformen, haupt
sächlich für Zieh- und Stoßbewegungen sind in der Regel
pneumatisch oder hydraulisch arbeitende Vorrichtungen mit
bewegtem, das heißt angetriebenem Kolben und einer die
Wirkung nach außen abgebenden Kolbenstange. Ohne Kolben
stange arbeiten Lineartransporter, deren Bewegungsarbeit
des angetriebenen Kolbens durch einen im bspw. pneuma
tischen Zylinder längsverlaufenden Schlitz nach außen
geführt und schließlich über eine mechanische Kopplung,
meistens ist es eine Kraftumlenkung auf einem Lauf
schlitten, dort abgenommen wird. Ein ohne Kolbenstange
arbeitender Lineartransporter weist im allgemeinen etwas
mehr als die halbe Baulänge der klassischen Kolbenvor
richtung mit Kolbenstange auf und löst durch die so er
heblich verkürzte Baulänge doch einige Anordnungs- und
Plazierungsprobleme. So notwendig für gewisse Anordnungen
oder für einen Einbau des Antriebs innerhalb der Einrich
tung verkürzte Baulängen sein können - und durch käufliche
Linearantriebe der gewünschten Länge auch realisiert
werden könnten - kommt es doch immer wieder vor, daß die
zu nutzende Kraft doch noch umgelenkt werden muß, um
sie, grob gesagt, an den rechten Ort zu bringen.
Anstatt nun die Einrichtung um den Antrieb herumzubauen
oder das Einrichtungskonzept im wesentlichen der physi
schen Form des Antriebs anzupassen, kann grundsätzlich
auch der Antrieb, also hier der Linearantrieb, der anzu
treibenden Einrichtung angepaßt werden. Normalerweise
lassen sich jedoch die Wirkungsaufgaben von in relativer
Wirkung zueinander stehenden Systemen nicht ohne weiteres
reversieren, so daß bspw. statt des Bohrers beim Zahn
arzt der Patient rotiert wird, vielmehr sind da zum Teil
unüberwindbare Sachzwänge zu respektieren und auch lang
bewährten Erfahrungen ist mitunter der Vorzug zu geben.
Bei einem System von Antrieb und angetriebener Einrichtung
sind solche Sachzwänge auch vorhanden, denen, um beim
Beispiel des Linearantriebs zu bleiben, durch die Maßnahme
der Baulängenverkürzung hauptsächlich zu begegnen
versucht wird. Schon das Weglassen der Kolbenstange
brachte bezüglich Baulänge eine bemerkenswerte Verbesse
rung in diesem Bereich; diese die bisherigen Vorstellungen
ablösende Idee ist, abgesehen vom "fliegenden Kolben" des
Sterlingmotors, noch nicht so alt.
Kräfte auf einer allgemeinen Bahn zu generieren und sie
darauf zu übertragen bis an den Wirkungsort, würde in ge
wissen konstruktiven Grenzen es ermöglichen, in schon
konzipierten Einrichtungen oder in solchen, bei denen es
nur unter topographischen Schwierigkeiten gelingt, An
triebe der eingangs erwähnten Art einzuordnen, einen An
trieb trotzdem zu verwenden. Dabei darf es nicht ins Ge
wicht fallen, daß der Ort, an dem die Kraft schließlich
zur Anwendung kommen soll, nicht auf der Wirkungslinie
dieser liegt, da ja die Bahn, auf der die Kraft verläuft,
auf praktisch jedem gewünschten Weg an eben diesem Ort zu
bringen ist.
Aus der GB-PS 1 437 515 ist eine fluidbetätigte Antriebs
vorrichtung bekannt, bei der ein Kraftübertragungsmittel
als bewegliches kettenartiges Element ausgebildet ist. Die
europäische Patentanmeldung EP 0 057 818 A3 zeigt eine
gattungsgemäße fluidbetätigte Antriebsvorrichtung, bei der
im Zylinder einer doppeltwirkenden Zylinder-Kolbeneinheit
ein Kolben verschieblich angeordnet ist. Mit letzterem ist
eine raumbewegliche Kolbenstange in Form einer Kugelgelenk-
Gliederkette verbunden. Da die Kolbenstange raumbeweglich
ist, kann sie außerhalb der Zylinder-Kolbeneinheit in einer
gewünschten Richtung geführt werden. Der Antrieb kann je
doch aufgrund seiner asymmetrischen Bauart nur in einer
Richtung betrieben werden. Es ist daher wünschenswert, die
gattungsgemäße Antriebsvorrichtung für einen Antrieb in
zwei entgegengesetzten Richtungen weiterzubilden.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Bauvorschrift zur Rea
lisierung einer solchen Antriebsvorrichtung anzugeben.
Dieses Ziel wird bei einer gattungsgemäßen Antriebsvorrich
tung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1
erreicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform verwendet als Kraftübertra
gungsmittel eine reckfeste, zug- und/oder druckkräfteauf
nehmende Kalottengliederkette mit kegelförmiger Bewegungs
charakteristik und mit dem Doppelrohr des Antriebs verbun
denem, der gewünschten allgemeinen Bahnkurve folgendem
Führungsmittel für die Kalottengliederkette.
Die Erfindung wird nun anhand der nachfolgend aufgeführten
Zeichnungen im Detail diskutiert. Es zeigt:
Fig. 1 im teilweisen Schnitt eine Ausführungsform des
Antriebs gemäß Erfindung, wobei zur besseren Dar
stellung die lineare Ausführung zur Erklärung
verwendet wurde;
Fig. 2 im Querschnitt das Innenrohr mit Dichtleiste;
Fig. 3 eine Ausführungsform, in der zwischen Kraftüber
tragungsmittel und Kolben eine magnetische
Kupplung vorgesehen ist;
Fig. 4 die Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit einge
setztem Kraftübertragungsmittel und mit Füh
rungsmitteln, welche an den Antrieb anschließen;
Fig. 5 in der Ansicht die allgemeine Ausführungsform
eines einem gewundenen Bahnverlauf folgenden
Antriebs.
Fig. 1 zeigt eine geschnittene Darstellung des Antriebs
mittels gemäß Erfindung in linear gestreckter Form;
dies ist ein Spezialfall einer allgemeinen Bahnkurve.
Diese Art Darstellung wurde gewählt, um das Prinzip der
Konstruktion bzw. der Bauvorschrift zu erklären. Gleich
zeitig soll dabei auch klar werden, daß dieser Spezial
fall aus der Erfindung nicht ausgeschlossen ist.
Die Antriebsvorrichtung ist ohne der vorgegebenen Bahn
kurve folgende Führungsmittel und ohne am Abnehmer angrei
fende Kraftübertragungsmittel dargestellt; eine komplette
Ausführungsform wird an späterer Stelle beschrieben. Das
Doppelrohr 1, 2 besteht bspw. ganz aus Metall, einem
Mantelrohr 1 und einem im Durchmesser wesentlich kleine
ren Koaxrohr 2, das durch Endstücke 12 in konzentrischer
Lage zum Mantelrohr gehalten wird. Bei großen Baulängen,
über die noch zu sprechen sein wird, wird das Koaxrohr
trotz einer gewissen Steifigkeit der Schwerkraft folgend
mehr oder minder durchhängen; der ringförmige Querschnitt
wird also über die Länge des Antriebs exzentrisch sein.
Im äußeren Koaxraum, also dem hohlzylinderförmigen Raum
zwischen Mantel- und Koaxrohr, bei großen Baulängen ein
"quasi" Koaxrohr, ist ein fluidbetätigbarer Ringkolben 3
angeordnet, der aufgrund seiner symmetrischen Bauart in
zwei entgegengesetzten Richtungen betrieben werden kann.
Dieser Ringkolben 3 weist einen auf das Kolbenzentrum
gerichteten Abnehmer 4 auf, der vom äußeren Koaxraum 5
in den inneren Koaxraum 6 ragt, dies durch einen im
Koaxrohr längsverlaufenden Schlitz 9. Am geradlinigen
Beispiel, wie es hier gezeigt ist, verläuft der Schlitz 9,
ohne eine gedachte konzentrische Hauptfaser zu umwendeln,
welches letztere aber der Normalfall ist. Im inneren
Koaxraum 6 verläuft das hier nicht dargestellte Kraft
übertragungsmittel, das mit der Umgebung kommuniziert
aber nicht abgedichtet werden muß, da in diesem Raum
Normaldruck vorgesehen ist. Der die Arbeit leistende
Druck wird im äußeren Koaxraum 5 aufgebaut, er ist der
Druckraum 8, in dem der Ringkolben 3 aktiviert wird. Die
beiden Räume sind voneinander durch einen Dichtstreifen
7 getrennt. Dieser Dichtstreifen ist in den Längs
schlitz 9 teilweise einsteckbar und dabei so ausgestaltet,
daß er durch die Druckdifferenz zwischen den beiden
Räumen in Richtung zunehmender Dichtwirkung forciert
wird. Schließlich erkennt man in Fig. 1 an den End
stücken 12 je eine Fluidöffnung 14, um die den Kolben
aktivierende Druckdifferenz herzustellen, wobei der
Druckraum 8 auch durch eine im Endstück 12 angebrachte
Ringdichtung 13 abgedichtet wird. An den beiden An
sätzen 11 des das Mantelrohr 1 überragenden Koaxrohrs 2
ist ein hier nicht dargestelltes Führungsmittel ange
bracht, welches das aus der Mündung 10 des Koaxrohrs 2
austretende, hier ebenfalls nicht dargestellte Kraft
übertragungsmittel aufnimmt.
Der Ringkolben 3 ist innerhalb des Doppelrohrs verschieb
bar. Die den Druckraum 8 abdichtende Streifendichtung
wird durch eine Gleitnocke 15 in der Kolbenbewegungs
richtung abgehoben und durch eine im Abstand nachfolgende
Stecknocke 16 wieder in Dichtposition gebracht. Wie
Fig. 2 zeigt, kann durch Ausbildung bzw. Profilgebung
des Dichtstreifens 7 die Stecknocke 16 gleich als Ring
dichtung des Kolbens ausgelegt werden. Bei Gebrauch
eines gasförmigen Fluids, also bei einer pneumatischen
Vorrichtung, sind die Anforderungen an die Dichtigkeit
wenig streng, so daß diese Lösung empfohlen werden kann,
allein schon deswegen, weil generell eine schwache Wende
lung des Koaxrohrschlitzes 9 um eine gedachte zentral
verlaufende Faser zugelassen ist und beim gewundenen
Doppelrohr, das erfindungsgemäß entlang einer allge
meinen Bahn verläuft, nur mit erheblichem Aufwand ver
meidbar ist.
Die Realisierung des Doppelrohrs 1, 2, nämlich des im
wesentlichen konzentrisch angeordneten Mantel- 1 und
Koaxrohrs 2, ist bei einfachen Krümmungen so vorzusehen,
daß zwei entsprechend vorgebogene Rohre verschiedener
Durchmesser ineinander geschoben werden. Die Endstücke
12 zentrieren die beiden Rohre konzentrisch an den End
teilen; das zur Mitte des Doppelrohres auftretende
"Durchhängen", also die Dezentrierung, wird durch den
vorbeilaufenden Ringkolben 3 jeweils temporär auf geho
ben. Auf diese Weise lassen sich auf leichte Weise
Doppelrohre aus Metall herstellen.
Bei doppelten Krümmungen, also bei einer Art sigmatoidem
Verlauf des Antriebszylinders kann, um das äußerst diffi
zile gemeinsame Biegen zweier ineinandersteckender Rohre
zu umgehen, ein flexibles Mantel
rohr 1 verwendet werden, das über ein entsprechend vorge
bogenes inneres Koaxrohr 2 geschoben wird. Dabei sind
Flexrohrtypen bevorzugt, die mit wenig Kraft in eine
sich nicht selbständig wieder aufhebende Krümmung ge
bracht werden können, d. h. nach dem Überschieben auf das
vorgekrümmte Koaxrohr kann in einem ersten Schritt die
gewünschte Krümmung grob nachgebildet werden und in einem
zweiten Schritt beispielsweise mittels Durchstoßen einer
den Ringkolbenabmessungen entsprechenden Lehre zum feinen
Nachbiegen. Die verbleibende Dezentrierung wird, wie
schon beschrieben, temporär vom durchlaufenden Ringkolben
eliminiert. Tragendes Element ist dann das starre Innen
rohr, von dem das Mantelrohr im wesentlichen konzentrisch
beabstandet sein soll, wobei diese Forderung weniger
streng eingehalten werden muß, je dünner und flexibler
das Mantelrohr ausgelegt ist. Die Zentrierung durch den
Ringkolben 3 erfolgt umso leichter, je weniger starre
Masse diesem entgegenwirkt; es ist also auf den pneuma
tischen Druck, die möglichst geringe Dehnbarkeit des
Mantelrohrs 1 trotz ausreichender Flexibilität, Wand
dicke und Länge des Rohres abzustellen und zu optimieren.
Bei größeren Längen sind beispielsweise äußere Ab
stützungen an einigen Punkten des Zylinders der Antriebs
vorrichtung vorzusehen.
Die geforderte geringe Dehnbarkeit des Mantelrohrs zur
Einhaltung der Nennweite ist bspw. durch die meisten Ty
pen von Hochdruckschläuchen gegeben, deren Kernrohr eine
verhältnismäßig hohe Festigkeit und Wärmebeständigkeit
aufweist und üblicherweise zusätzlich von einem Geflecht
hoher bis höchster Zugfestigkeit umgeben ist. Darüber
hinaus sind diese Hochdruckschläuche noch mit einem
abnützfesten Außengeflecht umgeben, was der Gesamt
konstruktion des Doppelrohres noch entgegenkommt. Noch
besser ist ein mit einer Metallspirale oder Panzerrohr
umgebener Schlauch, der, wie erwähnt, die vermittelte
Biegung beibehält. Diese Schläuche oder Rohre sind natür
lich für weit höhere Betriebsdrucke ausgelegt, als sie
in diesem Zusammenhang verwendet werden. Die in diesem
Fall überdimensionierten Wandstärken dienen für eine
rohrähnliche Festigkeit.
Der Ringkolben 3 ist, wie schon erwähnt, symmetrisch aus
gelegt; dies betrifft natürlich auch die Gleitnocke 15
zum Öffnen der Abdichtung, sowie auch die beiden
Stecknocken 16 zum wieder Verschließen der Abdichtung,
die vorteilhafterweise gleich noch als bspw. Ringdich
tung am Koaxrohr dienen kann. Die mehrmals erwähnte Wende
lung ist, bezüglich Anzahl Windungen pro Längeneinheit,
begrenzt durch Material und Form der Streifendichtung 7.
Es ist ja nicht Zweck dieses zusätzlichen rotatorischen
Freiheitsgrades des Ringkolbens, möglichst enge Wende
lungen durchlaufen zu können, der Zweck ist vielmehr der,
die durch den Bau des Antriebs gegebene Wendelung tolerie
ren zu können. Die bei der Herstellung von gewundenen
Doppelrohren resultierenden Wendelungen sind in der Regel
wesentlich kleiner als 360°/Meter, also für die hier ange
gebene Dichtung ohne wesentliche Probleme.
Der genannte zusätzliche Freiheitsgrad des Ringkolbens,
also die rotatorische Überlagerung der translatorischen
Bewegung, muß sich je nach Kraftübertragungsmittel so
übertragen lassen, daß keine Energiespeicherung erfolgt.
Bei kleinen Baulängen könnte dies noch zugelassen werden,
da eine geringe Verdrillung des Kraftübertragungsmittels,
die beim Reversieren jeweils wieder aufgehoben würde,
keine schädliche Materialbelastung mit sich bringt; bei
größeren Baulängen dagegen, also solchen in der Größenordnung
5 bis 10 m oder mehr, würde die Kraftübertragung
diese Drehbewegung als recht spürbares Drehmoment zu
sätzlich an die angetriebene Einheit abgeben. Zu befürch
ten wäre zusätzlich ein erhöhter Verschleiß eines dafür
nicht vorgesehenen Kraftübertragungsmittels.
Soll nun der Antrieb einer vorgegebenen und mehrheitlich
in Form einer Raumkrümmung gewundenen Bahn folgen, bspw.
in einer komplexen Anlage durch eine Mauer geführt oder
teilweise in dieser verlaufend oder was es noch an ande
ren topologischen Problemstellungen gibt, so wird der
quasi koaxiale Verlauf des Koaxrohres ein von der Kon
zentrizität oft merklich abweichender Verlauf sein. Bei
nicht gerade exotischem Bahnverlauf, einen solchen auszu
probieren bis jetzt auch kein Grund besteht, findet eine
temporäre Zentrierung des durchlaufenden Kolbens jeweils
ohne störende Behinderung, bspw. eine zu starke Abbrem
sung durch radiale Kräfte, statt. Es hängt dies von der
Dimensionierung des Antriebs und der Leistung, dann vom
Grad der Behinderung usw. ab. Echte Klemmer sind in nor
malen Grenzen nicht zu befürchten; bei der Forderung
hoher Synchronizität ist es jedoch angebracht, eine Opti
mierung in dieser Beziehung vorzusehen.
Sehr vorteilhaft zur Lösung konstruktiver Probleme ist,
die nach außen abgeschlossene Röhrenform ohne vorstehende
Teile und ohne den Sachzwang "Bahnen" für einen Gleit
schlitten freizulassen. Der Antrieb kann förmlich einbeto
niert werden, ohne daß die Funktion beeinträchtigt wird.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß auch bei
einem linealgeraden Antrieb die Eigenschaften erhalten
bleiben, also auch der Spezialfall einer Krümmung mit
unendlichem Radius darin einbezogen ist. Auch die Abdich
tung des Druckraumes läßt sich bei der gekrümmten wie
geraden Ausführungsform mit denselben Mitteln lösen.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Dichtung des geschlitz
ten Koaxrohres. Das Koaxrohr 2 mit dem Schlitz 9 ist mit
einem einfachen Dichtprofil 7 zweckmäßig auf Druck abge
dichtet. Der Druckraum 8 ist außerhalb des Rohres 2,
niedrigerer Druck herrscht innerhalb, im inneren Koaxraum
6. Der Druck wirkt nun so, daß das im Spalt 9 steckende
Profil 7 sich zu spreizen tendiert und die Dichtlippen 16
an die Rohrwand preßt. Im Betrieb wird diese Dichtung
unzählige Male geöffnet und wieder verschlossen, so daß
an Material und an Formgebung hohe Ansprüche zu stellen
sind. Der Dichtstreifen wird lediglich, was Fig. 2 nicht
zeigt, aber Fig. 1, an den Endstücken 12 durch eine
Dichtstreifenbefestigung 17 in ihrer Endlage gehalten,
während für den korrekten Sitz auf der oft beachtlichen
Länge des Koaxrohres das gewählte Profil verantwortlich
ist.
Der durch den Schlitz 9 in das Koaxrohr 3 hineinragende
Abnehmer 4 zur Übertragung der Schub- und eventuell Tor
sionskraft ist mit dem Ringkolben 3 fest verbunden. Zur
Abdichtung des Laufschlitzes für den Abnehmer dient ein
Dichtstreifen 7, der von einer Gleitnocke 15 jeweils aus
dem Schlitz 9 ausgehoben und von der Stecknocke 16 wieder
an den Platz gebracht wird. Dies entspricht der eben dis
kutierten Ausführungsform.
Eine weitere in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform sieht für
den Abnehmer 4 einen Magneten 4′ hoher Flußdichte vor.
Dieser Abnehmermagnet 4′ wird durch im Ringkolben 3 ange
ordnete Schleppmagnete M1, M2 gehalten, wobei die Schlepp
magnete M1, M2 als mit einem Joch verbundene Ankerschenkel
ausgebildet sein können. Zwischen diesen je einen magneti
schen Süd- und Nordpol darstellenden Ankerschenkeln, die
auf der Außenwand des Koaxrohres 2, das nun keinen
Schlitz 9 mehr aufweist, aber aus einem amagnetischen
Material bestehen muß, möglichst fugenlos aufliegen, ist
im Inneren des Koaxrohres der Abnehmermagnet 4′ angeordnet,
welcher sich entsprechend der magnetischen Polung aus
richtet. Die minimale Güte der magnetischen Gesamtdurch
flutung des Systems M1-Koaxrohrwand 2 - Abnehmer
magnet 4′ - Koaxrohrwand 2 - M2-Joch, um eine genügend große Quer
kraft für den Schub am Kraftübertragungsmittel zu erhalten,
ist durch sorgfältige Konstruktion und Bemessung entspre
chend bekannter Methoden jeweils durchzuführen. Insbesondere
ist auf die möglichst geringe Länge der Luftspalte im
Nutzfluß Φ zu achten, auch daß der Streufluß Φs
klein gehalten werden kann. Das Joch I ist aus einem
Material mit niedrigem magnetischem Widerstand gefertigt,
während die Gegenseite des Joches I, das Gegenjoch I′,
aus einem Material mit hohem magnetischem Widerstand,
bspw. auch Luft, besteht. Es hängt sehr stark von der
Formgebung des magnetischen Kreises, dem magnetischen
Brechungswinkel zum Luftspalt etc. ab. Fig. 3 ist eher
als Prinzipschema einer magnetischen Kupplung zu betrach
ten und nicht als eigentlicher Bauplan einer solchen.
Fig. 4 zeigt nun den im Zusammenhang mit Fig. 1 bespro
chenen Antrieb mit dem im Koaxialrohr 2 verlaufenden Kraft
übertragungsmittel 20, das mittels mit dem Abnehmer 4 in
Wirkverbindung stehenden kragenförmigen Fixierklammern 26
miteinander verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist als Kraftübertragungsmittel 20 eine Kugelgelenkglieder
kette wirksam, die, wie ersichtlich, durch über eine Ver
bindungsbrücke 26′ zusammengehaltene Fixierklammern 26
voneinander etwas beabstandet verbunden ist. In den Ket
tengliederabstand greift, gleichsam hineingeschoben, der
Abnehmer 4 oder der Magnetabnehmer 4′ des Ringkolbens 3
an. Vorteilhafterweise wird die im Schnitt dargestellte
Verbindungsbrücke 26′ so ausgestaltet, daß sie mit ihrem
Umfang, bis auf den Schlitz, möglichst dem Profil des
Koaxrohrs angeglichen ist und in diesem frei gleiten kann.
Der vom Ringkolben 3 zum Zentrum hin wegstehende Mitneh
mer 4 ragt dann in die hülsenförmige Verbindungsbrücke
gut passend so hinein, daß bei der hin- und hergehenden
Bewegung keine störende Lose auftritt. An der hülsenför
migen Verbindungsbrücke 26′ sind dann die kragenartigen
Fixierklammern 26 befestigt, in welche die Kugelgelenk
gliederkettenenden eingelegt, die Kette zusammenhalten.
Diese Art Befestigung, eine Möglichkeit von mehreren, er
laubt nach dem Wegnehmen eines der beiden Endstücke 12
ein einfaches und leichtes Montieren, dies auch in Hin
sicht auf Reparatur, Ersatz oder Instandhaltung.
Jedes Kettenglied läßt sich zu seinem Nachbarn räumlich,
wie dies am Austrittsende aus dem Führungsmittel 22 auf
der rechten Seite des Antriebs darzustellen versucht wird,
innerhalb eines Kegelmantels bewegen, gleichzeitig sind
sie gegeneinander um ihre Längsachse frei rotierbar. Somit
kann diese Kette um einen bestimmten Radius gebogen und
zudem verdrillt werden, ohne daß ein Spannungszustand ein
tritt. Will man jedoch einen solchen Spannungszustand
nützen, um bspw. neben der translatorischen Bewegung gleich
noch eine rotatorische Bewegung an die Kettenenden, an
denen schließlich die Bewegung abgenommen wird, zu über
tragen, so verwendet man ein frei biegbares aber drehstei
fes Kraftübertragungsmittel.
Von den Ansatzstellen 11 des Antriebs laufen Führungs
mittel 22 zur Führung des Kraftübertragungsmittels weg.
Diese Führungsmittel 22 verlaufen ebenfalls entlang der
gewünschten Bahn, d. h. sie setzen sie fort bis an den Ort,
an dem die Wirkung der im Antrieb erzeugten Kraft er
wünscht ist. Die Führungsmittel 22 können entsprechend
gebogene Vollrohre oder geschlitzte Rohre sein, ge
schlitzt bspw., um an einer bestimmten Stelle im Bahn
verlauf Wirkung abnehmen zu können, um Bewegungsverläufe
zu messen, zur eventuellen Schmierung oder Instandhaltung
(hier) der Kette u. a.m. Dabei wird auf einfache Weise
das rohrförmige Führungsmittel 22 auf den Ansatz 11 des An
triebs aufgesteckt und mit einer Klemme oder Bride fixiert.
Für Applikationen, die lediglich die Hubwirkung nur einer
Seite des Antriebs erfordern, wird der Antriebszylinder
einseitig abgeschlossen und am Ringkolben 3 nur auf einer
Seite ein Kraftübertragungsmittel 20, bspw. die Kugelge
lenkgliederkette, befestigt. Der Hub in seiner vollen
Länge bleibt natürlich erhalten und kann in derselben
Weise dosiert werden, wie dies bei der beidseitigen Abnahme
von Kraft der Fall ist. Mit Dosierung ist gemeint, daß
bspw. ein voller Hub statt in einem Bewegungsablauf in
deren mehrere unterbrochene aufgeteilt wird; auch ist es
möglich, innerhalb der Länge des maximalen Hubes beliebige
Hube auszuführen, dies insbesondere im Zusammenhang mit
geschlitzten Führungsmitteln, bei welchen es möglich ist,
die Wirkung auch "unterwegs" abzunehmen. Hier zeigt sich
dann ein inhärenter Vorteil der Erfindung: die über das
pneumatische oder hydraulische System erzeugte Kraft wird
mit Hilfe des auf das Kolbenzentrum zuragenden Abnehmers 4
oder des in der Kette integrierten Magnetabnehmers 4′ auf
die neutrale Faser des Kraftübertragungsmittels 20 abge
geben. Bei einer Krümmung behält die die Kraft übertragende
Kette, diesmal sie selbst als neutrale Faser eines Kraft
übertragungssystems betrachtet, ihre ursprüngliche, im An
triebszylinder generierte Geschwindigkeit bei, d. h. im
allgemeinen Bahnverlauf treten im wesentlichen keine
Beschleunigungen oder Verzögerungen ein. Dies läßt sich
ausnützen, indem beim Wirkungabnehmen "unterwegs" diese
möglichst nahe der Kette wieder abgegeben wird, zumindest
im Bereich von stärkeren Krümmungen.
Ein weiterer, gleich einsehbarer Vorteil ist die einfach
zu realisierende Abdichtung des Druckraumes 8 zur Umgebung. Das
Kraftübertragungsmittel ist nicht Bestandteil des Dich
tungsverbundes, es kann innerhalb der oben diskutierten
Grenzen durch verschiedene Formen und Arten realisiert
und zum Teil gegeneinander ausgetauscht werden. Die Druck
raumabdichtung ist baulich gleichbleibend und benötigt
bei der Wahl des Kraftübertragungsmittels keine auf dieses
abgestimmte Adaptierung.
Fig. 5 zeigt nun die allgemeine Form des Antriebs, welcher,
zusammen mit den angesetzten Führungsmitteln, einem leicht
geschwungenen Bahnverlauf folgt. Absichtlich ist in dieser
Darstellung darauf verzichtet worden, einen abenteuerlichen
oder übertriebenen Bahnverlauf, sei es auch nur zu Zwecken
der Illustration, zu zeigen. Die geschwungene ggf. verwun
dene neutrale Faser 25 des Antriebs, von dem in der Ansicht
nur das Mantelrohr 1 mit den Endstücken 12 sichtbar ist,
zeigt schon einen brauchbaren Versatz der beiden Mündungen
10; ein Versatz, der mitunter über Verwendung oder Nicht
verwendung eines Linearantriebs entscheiden kann. Hier
liegt auch eine der Stärken des Antriebs gemäß Erfindung.
Auf dem gewünschten Bahnverlauf weiterfolgend verlaufen
dann die Führungsmittel 22, wie dies bis hierher schon ein
gehend diskutiert wurde. Es soll auch noch einmal festge
halten sein, daß die (lineal-)gerade Ausführungsform, als
Spezialfall bei geradem Bahnverlauf, eine ebenfalls bevor
zugte Ausbildung darstellt, da auch bei geradem Verlauf
die Vorteile der Erfindung nutzbar sind und vor allen
Dingen dort, wo eine Krümmung nicht nötig ist, mit den
selben Bauelementen ein Antrieb geschaffen werden kann,
der keine Krümmung aufweist.
Claims (11)
1. Antriebsvorrichtung mit rohrförmigem Gehäuse, mit
einem darin axial beweglichem fluidbetätigten Kolben
und einem die Kolbenkraft in Zug- und/oder Stoßrich
tung übertragungsfähigen und radial in verschiedene
Richtungen bewegbaren Kraftübertragungsmittel, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse als im wesentlichen
koaxial verlaufendes, einem gewünschten Bahnverlauf
folgendes Koaxial-Doppelrohr (1, 2) ausgebildet ist,
daß der Kolben als Ringkolben (3) im äußeren Koaxraum
(5) axial beweglich angeordnet ist und daß ein im
Kolbenzentrum angeordneter Abnehmer (4, 4′) mit dem im
inneren Koaxraum (6) des inneren Koaxrohrs (2) verlaufenden
Kraftübertragungsmittel (20) verbunden ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das innere Rohr (2) des Koaxial-Doppel
rohrs (1, 2) abdichtbar längsgeschlitzt ist und daß
der Ringkolben (3) einen zum Kolbenzentrum gerichte
ten, im Schlitz (9) des Koaxrohrs (2) laufenden Ab
nehmer (4) aufweist.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das innere Koaxrohr (2) aus einem ama
gnetischen Material besteht, der Ringkolben (3)
Schleppmagnete (M1, M2) aufweist und daß das Kraftüber
tragungsmittel (20) an einem im inneren Koaxraum (6)
des inneren Koaxrohrs (2) laufenden magnetischen Abnehmer (4′)
befestigt ist.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeich
net durch an den Enden des Koaxial-Dpppelrohrs (1, 2)
anschließende, die Kraftübertragungsmittel (20) auf
nehmende und der Fortsetzung des gewünschten Bahnver
laufs folgende Führungsmittel (22).
5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel
(20) eine reckfeste, zug- und druckkraftaufnehmende
Kugelgelenkgliederkette mit kegelförmiger Bewegungs
charakteristik und mit frei zueinander drehbaren Ketten
gliedern ist.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel
(20) ein reckfestes, zug- und druckkraftaufnehmendes,
frei biegbares Mittel mit drehsteifer Bewegungscharak
teristik ist.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel (20) eine
Kraftübertragungscharakteristik zur gleichzeitigen
Übertragung translatorischer und rotatorischer Kraft
wirkungen aufweist.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Führungsmittel (22) mit Stellen für
den freien Zugang zum Kraftübertragungsmittel (20)
versehen ist.
9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Führungsmittel (22) aus einem Rohr
besteht und die Stellen für den freien Zugang zum
Kraftübertragungsmittel (20) in das Rohr eingebrachte
Schlitze sind.
10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Führungsmittel (22) aus einem auf
der ganzen Länge geschlitzten Rohr besteht.
11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der über die Länge des als Führungs
mittel (22) dienenden Rohrs angebrachte Schlitz eine
Wendelung um die zentrale Faser aufweist.
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