DE3732741A1

DE3732741A1 - Pressure-medium-actuated working cylinder with elastically flexible piston rod and elastically flexible piston band

Info

Publication number: DE3732741A1
Application number: DE19873732741
Authority: DE
Inventors: Peter Nawrath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1987-09-29
Publication date: 1989-04-13
Also published as: DE3732741C2

Abstract

Pressure-medium-actuated working cylinder with elastically flexible piston rod and flexible resilient piston band with piston-band guide elements.

Description

Die Erfindung betrifft einen mit Druckmittel zu beaufschla genden Arbeitszylinder, dessen Kolbenstange aus einem ela stischen Material, beispielsweise Polyamid besteht, oder bei nicht rundem Querschnitt aus einem elastischen Stahlband oder sonst einem geeigneten Bandmaterial.The invention relates to a pressurized medium ing cylinder, the piston rod of an ela material, such as polyamide, or not round cross-section from an elastic steel band or other suitable tape material.

Zweck der Erfindung ist die Ausübung von Druck- und Zug kräften auf nicht linear zu bewegende Körper bei feststehen dem oder nur beschränkt schwenkbar befestigtem Arbeitszylinder.The purpose of the invention is to apply pressure and tension forces on bodies that cannot be moved linearly the or only pivotally attached working cylinder.

Bekannt und allgemein üblich sind druckmittelbeaufschlagte Arbeitszylinder, deren Kolben und Kolbenstangen in der Achse des Arbeitszylinders bewegt werden. Bekannt ist auch ein druckmittelbeaufschlagter Arbeitszylinder mit beiderseitig austretenden, über Rollen umgeleiteten Stahlbändern, die ge meinsam an einem Schieber befestigt sind, der auf dem Arbeits zylinder, entgegengesetzt der Kolbenbewegung verfahren wird. DP 29 39 153 und DP 30 16 696. Zweck dieser Sonderkonstruk tion ist eine deutliche Raumeinsparung, da für eine ein- und ausfahrende Kolbenstange kein Raum in Anspruch genommen wird. Weitere Sonderkonstruktionen sind Teleskop-Arbeitszylinder, die jedoch wie alle anderen Arbeitszylinder mit ihrem Arbeits weg in der Zylinderachse gehalten sind.Pressurized media are known and common Working cylinders, their pistons and piston rods in the axis of the working cylinder are moved. A is also known Working cylinder pressurized with pressure on both sides escaping steel strips diverted via rollers, the ge are attached together to a slider that is on the work cylinder, is moved counter to the piston movement. DP 29 39 153 and DP 30 16 696. Purpose of this special construction tion is a clear saving of space, because for one and extending piston rod no space is required. Other special designs are telescopic working cylinders, but like all other cylinders with their work are kept away in the cylinder axis.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe bestand darin, die Arbeitsleistung eines gradlinig bewegten Arbeitskolben auf einen, nicht geradlinig zu bewegenden Körper zu über tragen, ohne dabei die bisher üblichen, raumbeanspruchenden Gelenkelemente am Kolbenstangenende und an der Zylinderauf hängung verwenden zu müssen.The object on which the invention was based was the performance of a working piston moving in a straight line to a body that cannot be moved in a straight line wear without the usual space-consuming Joint elements at the end of the piston rod and on the cylinder need to use hanging.

Eine beschränkte Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe besteht für beschränkte Kraftübertragungsleistungen im Austausch der bisher üblichen Kolbenstange aus Stahl gegen eine Kolbenstange aus beispielsweise Polyamid. Mit einer ent sprechenden Ausformung der Kolbenstangenlagerung im Zylin derdeckel kann das freie Kolbenstangenende an, sich nicht gradlinig zu bewegende, Körper angreifen und Kräfte über tragen die bei einer gradlinig zu bewegenden Kolbenstange eine kreuztischartige Zylinderbasis benötigen oder nur über entsprechende Gelenke zu übertragen sind.A limited solution to the basis of the invention Task exists for limited power transmission performance in exchange for the previously used piston rod made of steel a piston rod made of polyamide, for example. With an ent speaking shape of the piston rod bearing in the cylinder the cover can not touch the free end of the piston rod straight to move, attack body and force over carry the piston rod to be moved in a straight line need a cross table-like cylinder base or just over corresponding joints are to be transferred.

Eine weitergehende Lösung der der Erfindung zu Grunde liegen den Aufgabe besteht in der Verwendung eines Stahlbandes an Stelle der Kolbenstange. Dabei ist zwar bei einem feststehen den Arbeitszylinder, der aus der Zylinderachse abweichende Weg des Kolbenbandes nur auf eine Ebene beschränkt, wobei aber die Verbiegung des Kolbenbandes im Federungsbereich des selben nutzbar anzuwenden ist. Die Notwendigkeit, das Kolben band nach Austritt aus dem Zylinderdeckel gegen Knickung ab zustützen, besteht nur bei langen Kolbenbandwegen und einem dünnen Kolbenband.A further solution is the basis of the invention the task is to use a steel belt Place the piston rod. It is true with one the working cylinder, the one deviating from the cylinder axis Path of the piston band limited to only one level, whereby but the bending of the piston band in the suspension area of the the same is usable. The need for the piston tied against buckling after exiting the cylinder cover support, only exists with long piston hinge paths and one thin piston band.

Eine weitere Ausstattung der Erfindung besteht darin, daß bei besonders großen Wegen des Kolbenbandes feststehende oder auch bewegliche Kolbenbandführungen in einer oder verschiedenen Ebenen vorgesehen sind und weiter, daß mit dem Kolbenband, am selbigen anliegend, mindestens eine elastische Rohr- und Versorgungsleitung mitzuführen ist. Und schließlich wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zweiseitig aus dem Arbeitszy linder um bei bestimmten Konstruktionserfordernissen die auf einen zu bewegenden Körper auszuübenden Kräfte als Zugkräfte zur Wirkung zu bringen.Another feature of the invention is that at particularly large because of the piston band fixed or also Movable piston band guides in one or different Levels are provided and further that with the piston band, attached to the same, at least one elastic tube and Supply line is to be carried. And finally it will proposed according to the invention, two-sided from the working cycle linder to meet certain design requirements forces to be exerted as tractive forces to bring effect.

Auf den Zeichnungsblättern ist die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen und den Figuren von 1 bis 12 dar gestellt. Es bedeutenOn the drawing sheets, the invention is with several Embodiments and the figures from 1 to 12 posed. Mean it

Fig. 1 Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen, druckmittelbeaufschlagten Arbeitszylin ders mit elastisch federnder Kolbenstange und teil weise aufgeschnittenem Zylinderkopf. Fig. 1 side view of an embodiment of the inven tion, pressurized Arbeitszylin ders with elastically resilient piston rod and partially cut open cylinder head.

Fig. 2 Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen, druckmittelbeaufschlagten Arbeitszylin ders mit elastisch federndem Kolbenband und teil weise aufgeschnittenem Zylinderkopf. Fig. 2 side view of an embodiment of the inven tion, pressurized pressurized Arbeitszylin ders with elastically resilient piston band and partially cut open cylinder head.

Fig. 3 Sicht gegen den Zylinderkopf des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Arbeitszylinders gemäß Fig. 2 bei eingefahrenem Kolbenband. Fig. 3 view against the cylinder head of the embodiment of an inventive working cylinder according to FIG. 2 with the piston band retracted.

Fig. 4 Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen, druckmittelbeaufschlagten Arbeitszylin ders, gemäß Fig. 2 und 3 mit aufgesetztem Hebelmecha nismus. Fig. 4 side view of an embodiment of the inven tion, pressurized Arbeitszylin ders, according to FIGS . 2 and 3 with attached lever mechanism.

Fig. 5 Schnitt durch das Ausführungsbeispiel eines erfin dungsgemäßen flachen Arbeitszylinders mit unrundem Kolben und elastisch federndem Kolbenband. Fig. 5 section through the embodiment of an inventive flat working cylinder with a non-circular piston and resilient piston band.

Fig. 6 Sicht gegen den Zylinderkopf des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen, flachen Arbeitszylinders gemäß Fig. 5. Fig. 6 sight against the cylinder head of the embodiment of the invention, flat working cylinder according to Fig. 5.

Fig. 7 Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen flachen Arbeitszylinders mit unrundem Kolben und elastisch federndem Kolbenband gemäß Fig. 5. Fig. 7 plan view of the embodiment of to the invention OF INVENTION flat working cylinder noncircular piston and piston elastically resilient band of FIG. 5.

Fig. 8 Seitenansicht des Ausführungsbeispiels eines erfin dungsgemäßen flachen Arbeitszylinders gemäß Fig. 5-7. Fig. 8 side view of the embodiment of an inventive flat working cylinder according to FIGS . 5-7.

Fig. 9 Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Arbeitszylinders nach den Fig. 2-8 mit aufgesetztem, ausgefahrenen Teleskopband und aus gefahrenem Kolbenband. Fig. 9 side view of an embodiment of the inventions to the invention working cylinder according to FIGS . 2-8 with attached, extended telescopic band and from the driven piston band.

Fig. 10 Draufsicht auf den Arbeitszylinder gemäß Fig. 9. Fig. 10 top view of the cylinder of FIG. 9.

Fig. 11 Draufsicht auf den Arbeitszylinder gemäß Fig. 9 und 10 mit eingefahrenem Kolbenband und eingefahrenen Teleskopbändern. Fig. 11 top view of the working cylinder shown in Fig. 9 and 10 with retracted piston band and retracted telescopic bands.

Fig. 12 Seitenansicht eines, in zwei Ebenen geführten Kolbenbandes mit angehängten Versorgungsleitungen. Fig. 12 side view of a piston band guided in two planes with attached supply lines.

Fig. 13 Schnitt A-A durch das Kolbenband mit angehängten Versorgungsleitungen. Fig. 13 section AA through the piston band with attached supply lines.

Fig. 14 Schnitt B-B durch das Kolbenband mit angehängten Versorgungsleitungen. Fig. 14 section BB through the piston band with attached supply lines.

Der an einer festen Fläche 9 starr angebrachte Arbeitszy linder 1 gemäß Fig. 1 unterscheidet sich von den bekannten Arbeitszylinderkonstruktionen ausschließlich durch die er findungsgemäß elastisch federnde Kolbenstange 3, die in jede beliebige Ebene abbiegbar ist. Hilfreich ist dabei der erfindungsgemäße Trichter 6 im Zylinderkopf 2 am Ausgang der Kolbenstangenlagerung. Der mit den Fig. 2 und 3 darge stellte Arbeitszylinder 1 ist erfindungsgemäß mit einem ela stisch federnden Kolbenband 4 an Stelle der sonst üblichen Kolbenstange bestückt und dabei ist die Austrittsöffnung im Zylinderkopf 2 ebenfalls trichterförmig 6 ausgebildet. Es ver steht sich, daß die Kolbendichtung 5 im Durchlaß dem Kolben band 4 entspricht.The differs rigidly attached to a fixed surface 9 Arbeitszy cylinder 1 according to FIG. 1 differs from the known working cylinder constructions only by the elastic spring piston rod 3 according to the invention, which can be bent into any plane. The funnel 6 according to the invention in the cylinder head 2 at the outlet of the piston rod bearing is helpful. The with Figs. 2 and 3 provided Darge working cylinder 1 according to the invention is equipped with an ela cally resilient piston tape 4 instead of the usual piston rod, while the outlet opening is also formed in a funnel shape 6 in the cylinder head 2. It is understood that the piston seal 5 corresponds to the piston band 4 in the passage.

Der Arbeitszylinder 1 mit dem Kolbenband 4 ist erfindungsge mäß nach der Fig. 4 mit einer Kolbenbandschiene 7 ausgerüstet, die am Zylinderkopf 2 befestigt ist. An der Kolbenbandschiene 7 ist ein Hebel 8 angeordnet und dieses Beispiel einer erfin dungsgemäßen Hebelbetätigung durch ein elastisch federndes Kolbenband läßt sich in einer kaum übersehbaren Anzahl von Varianten ausführen.The working cylinder 1 with the piston band 4 is fiction, according to FIG. 4 equipped with a piston band rail 7 which is attached to the cylinder head 2 . On the piston band rail 7 , a lever 8 is arranged and this example of a lever actuation according to the invention by an elastically resilient piston band can be carried out in a number of variants which can hardly be overlooked.

Die erfindungsgemäße Verwendung eines Kolbenbandes an Stelle einer Kolbenstange läßt die erfindungsgemäße Konstruktion eines flachen Arbeitszylinders zu, wie mit den Fig. 5-8 dargestellt. Das entsprechende Ausführungsbeispiel zeigt einen aus zwei U-förmigen Hälften 10 gebildeten Hohlraum, bzw. Zy linderraum in dem ein Flachkolben 11 zu bewegen ist, der mit dem Kolbenband 4 verbunden ist. Der Flachzylinderboden 12 schließt den Flachzylinder einseitig ab und am anderen Ende, ebenso eingesetzt, befindet sich der zweiteilige Zylinderkopf 15 mit dem Durchlaß für das Kolbenband. Die Dichtungen 13 und 14 haben die gleiche Funktion wie die bekannten Lippen dichtungen und das trifft auch auf die dichtenden Rundschnur ringe 16 zu. Der Anschlag 17 begrenzt die Flachkolbenbewegung und das Druckmittel kann durch die Bohrungen 19 ungehindert ein- und austreten. Die Seitenansicht nach Fig. 8 zeigt den Anbau des Flachzylinders an eine Wand 9 mit Hilfe der das Druckmittel leitenden Verschraubungen 18. The use of a piston band according to the invention instead of a piston rod allows the construction of a flat working cylinder according to the invention, as shown in FIGS. 5-8. The corresponding embodiment shows a cavity formed from two U-shaped halves 10 , or Zy linderraum in which a flat piston 11 is to be moved, which is connected to the piston band 4 . The flat cylinder base 12 closes off the flat cylinder on one side and at the other end, likewise inserted, is the two-part cylinder head 15 with the passage for the piston band. The seals 13 and 14 have the same function as the known lip seals and this also applies to the sealing round cord rings 16 . The stop 17 limits the flat piston movement and the pressure medium can enter and exit through the bores 19 unhindered. The side view of FIG. 8 shows the attachment of the flat cylinder at a wall 9 by means of the pressure medium conducting glands 18th

Um den Durchbiegungswiderstand eines dünnen Kolbenbandes auf eine bestimmte Länge zu erhöhen, wird erfindungsgemäß eine teleskopartige Bandstütze vorgeschlagen, die aus einem am Arbeitszylinderkopf 2 befestigten Teleskopbandhalter 20 be steht und mindestens einem daran verschiebbaren Teleskopband 21, wobei an den Teleskopbandenden und am Teleskopbandhalter Teleskopbandführungen 22 angebracht sind. An Stelle der Teles kopbänder können auch das Kolbenband umschließende Teleskop hülsen treten. Die Fig. 9 und 10 zeigen ein erfindungs gemäßes Ausführungsbeispiel der teleskopartigen Kolbenband versteifung.In order to increase the deflection resistance of a thin piston band to a certain length, a telescopic band support is proposed according to the invention which consists of a telescopic band holder 20 attached to the working cylinder head 2 and at least one telescopic band 21 which can be displaced thereon, with telescopic band guides 22 being attached to the telescopic band ends and to the telescopic band holder . Instead of the telescopic belts, the telescopic sleeves surrounding the piston belt can also occur. FIGS. 9 and 10 show an exemplary embodiment according to Inventive the telescopic piston ribbon stiffener.

Zur Führung eines langen elastisch federnden Kolbenbandes in mehreren Ebenen werden erfindungsgemäß Kolbenbandführungen 23 vorgeschlagen, deren Abstand voneinander aus der zu über tragenden Druckleistung und der Kolbenbandsteifheit berechen bar ist. Auch bei langen Kolbenbändern ist die Bewegung durch mehrere Ebenen unproblematisch und schließlich auch eine mindestens halbe Umdrehung des Kolbenbandes um die lineare Kolbenbandachse. Der erfindungsgemäße Vorschlag mittels eines langen Kolbenbandes krafttransportierende Hubbewegungen an Orte zu bringen, die für übliche Bauelemente keinen Raum bieten, ist besonders im Roboterbau vorteilhaft anzuwenden, zumal an dem Kolbenband Versorgungsleitungen aller Art mitführbar sind, beispielsweise auch die Zuführung von Drähten und ähn lichen Materialien die an dem, vom Kolbenband bewegten Gerät verarbeitet werden. For guiding a long, resilient piston band in several levels, piston band guides 23 are proposed according to the invention, the distance from which can be calculated from the pressure output to be transmitted and the piston band stiffness. Even with long piston bands, the movement through several planes is unproblematic and ultimately also at least half a turn of the piston band around the linear piston band axis. The proposal according to the invention by means of a long piston band to bring force-transporting lifting movements to locations that do not offer space for conventional components is particularly advantageous in robotics, especially since supply lines of all kinds can be carried along on the piston band, for example the supply of wires and similar materials be processed on the device moved by the piston belt.

BezugszeichenReference numerals

1 Arbeitszylinder
2 Zylinderkopf
3 Kolbenstange, elastisch federnd
4 Kolbenband, elastisch federnd
5 Kolbendichtung
6 Kolbenstangen-Kolbenbandtrichter
7 Kolbenbandschiene
8 Hebel
9 Arbeitszylinder-Anbauwand
10 Flachzylinderhälfte
11 Flachkolben
12 Flachzylinderboden
13 Flachkolbendichtung
14 Kolbenbanddichtung
15 Flachzylinderkopf
16 Rundschnurdichtung
17 Flachkolbenanschlag
18 Flachkolbenbefestigung und Leitungsverschraubung
19 Bohrung für Leitungsverschraubung
20 Teleskopbandhalter
21 Teleskopband
22 Teleskopbandführung
23 Kolbenbandführung starr
24 Versorgungsleitung
25 Leitungsschelle
26 Kolbenbandführung beweglich 1 working cylinder
2 cylinder head
3 piston rod, resilient
4 piston band, elastic spring
5 piston seal
6 piston rod piston band funnels
7 piston band rail
8 levers
9 working cylinder extension wall
10 flat cylinder half
11 flat pistons
12 flat cylinder base
13 Flat piston seal
14 Piston band seal
15 flat cylinder head
16 round cord seal
17 flat piston stop
18 Flat piston attachment and cable gland
19 Hole for screwed cable
20 telescopic strap holders
21 telescopic belt
22 Telescopic belt guide
23 Piston band guide rigid
24 supply line
25 cable clamp
26 Movable piston band guide

Claims

1. Pressure medium-loaded working cylinder, characterized in that the piston rod consists of an elastic spring material.

2. Working cylinder pressurized by pressure medium, characterized shows that instead of a piston rod, a flat, elastic, elastic band made of steel or otherwise suitable Neten material is used.

3. Pressurized working cylinder according to claim 2, characterized in that the piston surface a Rech corner is the same or out of round.

4. pressure medium-loaded working cylinder according to claim 1 and 2, characterized in that the outwardly white Send piston rod guide or piston band guide is ter-shaped.

5. Pressurized cylinder according to claim 2 and 3, characterized in that with the same a Piston band rail is connected, at the end of which lever or other devices to be moved are arranged.

6. Pressurized working cylinder according to claim 2 and 3, characterized in that the piston band over several levels is moved, being fixed and movable Piston band guides an uncontrolled bending of the Prevent piston band.

7. pressure medium-loaded working cylinder according to claim 2 and 3, characterized in that with the same one telescopic piston band guide is connected.

8. Pressurized cylinder according to claim 2, 5, 6 and 7, characterized in that on the piston band Supply lines are attached.