DE3418372C2 - Antriebsvorrichtung mit rohrförmigem Gehäuse - Google Patents

Antriebsvorrichtung mit rohrförmigem Gehäuse

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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.
DE3418372A 1983-05-17 1984-05-17 Antriebsvorrichtung mit rohrförmigem Gehäuse Expired - Fee Related DE3418372C2 (de)

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