DE3900599A1 - Linearfuehrungssystem und dafuer geeignetes zylinderrohrlaengenmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Linearführungssystem, umfassend eine Zylinder-Einheit in Form eines Zylinderrohres mit an jedem Stirnende desselben anbringbaren Deckelflanschen zur Aufnahme und Führung einer Schubstange, die durch min­ destens einen der Deckelflansche geführt ist. Die Erfindung betrifft auch vorgefertigtes Zylinderrohrlängenmaterial dafür.

Solche Linearführungssysteme sind aus dem Stand der Tech­ nik bekannt und finden Anwendung als Linearmotoren zur Erzeugung linearer Bewegungen, wobei entweder das Zylinder­ rohr oder die Schubstange stationär montiert sein können, so daß entsprechend jeweils die Schubstange oder das Zylinderrohr die Linearbewegung ausführen. Mit solchen Motoren werden beispielsweise Tischantriebe bei Werkzeug­ maschinen verwirklicht, und auch bei Handling-Anlagen oder Manipulatoren werden diese Systeme eingesetzt. Dabei sind insbesondere bei letzteren häufig mechanische Einrich­ tungen mit dem Zylinderrohr verbunden, die mit eigenem, beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Antrieben bestückt sind, die selbst Bewegungen auszuführen haben.

Bei solchen Systemen erfolgt die Zuführung der Antriebs­ energie durch Anschluß an den das Zylinderrohr stirn­ seitig abschließenden Deckelflanschen oder an dem Zylinder­ rohr selbst. Das erfordert Platz, der oft nicht vorhanden ist. Demgegenüber müssen die an den bewegten mechanischen Einrichtungen benötigten Energiemedien durch flexible Leitungen zu deren Antrieb geführt werden, wobei die Leitungen bei engen Platzverhältnissen leicht beschädigt werden können.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Linearführungssystem für kraftbetätigbare Vorrichtungen und ein vorgefertigtes Zylinderrohrlängenmaterial hierfür vorzuschlagen, mit dem Platz eingespart und Leitungsbeschädigungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zylinderrohr mit mindestens einem in dessen Wandung in Längsrichtung verlaufenden Energieführungskanal ver­ sehen ist, wobei die Deckelflansche mit Kanälen durch­ setzt sind, welche in ihrer Anordnung deckungsgleich mit den Kanälen in dem Zylinderrohr sind. Die damit erziel­ baren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Energiezuleitung bzw. -ableitung lediglich den Enden der Zylinder-Einheit erfolgt und durch die somit verdeckte Energieleitung wertvoller Platz eingespart wird.

Nach einer bevorzugten Ausführung besteht das Zylinderrohr aus einem Außenrohr und einem in diesem angeordneten Innen­ rohr, wobei die Kanäle in Form von zwischen der Außen­ fläche des Innenrohres und der Innenfläche des Außenrohres eingebrachten Rohren vorgesehen sind. Damit ist es möglich, praktisch beliebig lange, mit der erfindungsgemäßen Kanal­ führung versehene Zylinder zu konzipieren. Eine starre Einheit derart aufgebauter Zylinder läßt sich dabei dadurch erzielen, daß die Hohlräume zwischen der Außenfläche des Innenrohres, der Innenfläche des Außenrohres und den die Kanäle bildenden Rohren mit einem aushärtenden Werkstoff ausgegossen werden, der aufgrund seiner Klebeeigenschaften für eine Verbindung von Innenrohr und Außenrohr sorgt.

Bei Zylinder-Einheiten mit in dem Zylinderrohr geführten und auf die Schubstange erwirkendem Kolben kann einer der einen Deckelflansch durchsetzenden Kanäle mit einer in der inneren Stirnfläche des betreffenden Deckelflansches austretenden Bohrung verbunden sein.

Die Zentrierung zwischen Innenrohr und Außenrohr kann nach einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht werden, daß der Durchmesser der die Kanäle bildenden Rohre derart gewählt wird, daß dessen Maß gleich ist der halben Differenz aus dem Außendurchmesser des Innenrohres und dem Innen­ durchmesser des Außenrohres. Damit ist es möglich, Zylinder­ rohre großer Längen vorzufertigen und als Halbzeug zu nutzen, von dem die jeweils benötigte Rohrlänge abge­ schnitten werden kann.

Eine weniger materialaufwendige Ausführung kann dadurch erzielt werden, daß der Außendurchmesser des Innenrohres und der Innendurchmesser des Außenrohres einander ent­ sprechen und das Innenrohr und/oder das Außenrohr mit Längsnuten zur Aufnahme der die Kanäle bildenden Rohre versehen sind.

Die erfindungsgemäße Zylinder-Einheit ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Linearführungssystem in Form einer Zylinder- Einheit in auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Zylinderrohr,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein abgeändertes Zylinderrohr.

Gemäß Fig. 1 umfaßt das Linearführungssystem eine Zylinder- Einheit mit einem Zylinderrohr 1, einem in diesem geführten, an einer Schubstange 2 befestigten Kolben 3 und zwei Deckel­ flanschen 4 und 5, wobei der Deckelflansch 5 für die Führung der Schubstange 2 vorgesehen ist. Das Zylinderrohr 1 besteht aus einem Außenrohr 6 und einem in diesem zen­ trisch angeordneten Innenrohr 7. Dabei ist der Innendurch­ messer des Außenrohres 6 größer als der Außendurchmesser des Innenrohres 7, so daß zwischen den beiden Rohren ein kreisringförmiger Zwischenraum 8 verbleibt. In dem Zwischenraum 8 sind parallel zu den Mantellinien der Rohre 6 und 7 verlaufende Kanäle in Form von Rohren 9 eingezogen, die durch Ausgießen der zwischen den Rohren 6, 7 und 9 be­ stehenden Hohlräume vorzugsweise mittels einer aushärtenden Kunststoffmasse als Füllstoff fixiert sind. Die Kleber­ eigenschaften dieser Kunststoffmasse sorgen dabei auch für eine innige Verbindung von Außenrohr 6 und Innenrohr 7.

Der Deckelflansch 4 ist als Abschlußdeckel mit einem sich in dem Innenrohr 7 zentrierenden Rezeß 10 ausgebildet, der mit einem radial dichtenden Dichtring 11 versehen ist. Die Verbindung zwischen Deckelflansch 4 und Zylinderrohr 1 er­ folgt durch Verschraubung, wobei zwischen diesen Teilen eine nicht gezeigte Flächendichtung zur axialen Abdichtung angeordnet ist. Sowohl diese Flächendichtung als auch der Deckelflansch 4 sind mit axialen Kanälen in Form von Bohr­ ungen 12 durchsetzt, deren Bohrbild der Anordnung der Rohre 9 entspricht, und die im Verbundzustand von Deckel­ flansch 4 und Zylinderrohr 1 deckungsgleich mit den Rohren 9 des letzteren sind. Eine der Bohrungen 12 kann durch eine radial geführte, nicht gezeigte Anschlußbohrung mit dem Innenraum des Innenrohres 7 in Verbindung stehen.

Der Deckelflansch 5 ist wie der Deckelflansch 4 ausge­ bildet, weist aber eine zentrale Durchführung auf, in der die Schubstange 2 unter Abdichtung durch eine nicht ge­ zeigte, radial wirksame Dichtung geführt wird. Auch hier kann eine der den Deckelflansch 5 durchdringenden, mit den Druckrohren 9 des Zylinderrohres 1 deckungsgleich ange­ ordneten Bohrungen 13 mit dem Innenraum des Innenrohres 7 verbunden sein.

Die an den Außenseiten der Deckelflansche 4 und 5 aus­ tretenden Bohrungen 12 bzw. 13 können je nach Verwendungs­ fall der Zylinder-Einheit in einem der Deckelflansche 4 oder 5 mit Anschlußgewinden zum Anschluß von das Druck­ medium für die Zylinder-Einheit und für einen externen Verbraucher führenden Rohrverschraubungen versehen sein. Der externe Verbraucher kann dabei durch sich in einer entsprechend präparierten, nicht gezeigten Montageplatte verzweigende und an die Bohrungen 12 bzw. 13 intern an­ schließende Bohrkanäle mit Energie versorgt werden, wobei der Verbraucher an der Montageplatte befestigt ist. Die flexiblen Schlauchleitungen sind an dem jeweils anderen Deckelflansch angeschlossen.

Die in der Wandung des Zylinderrohres 1 verlaufenden Rohre 9 sowie die Bohrungen 12 und 13 in den Deckelflanschen 4 und 5 können beispielsweise auch als Kabelführungskanal für elektrische Leitungen sowie zur Führung von Druckluft, Kühlflüssigkeit und ähnlichem dienen.

Gemäß der Ausführungsvariante der Fig. 3 ist das Außen­ rohr 6 an seiner Innenfläche mit längsverlaufenden Aus­ sparungen 14 versehen, die durch Einziehen des Innenrohres 7 zu Taschen abgedeckt werden, in denen wiederum die Rohre 9 Platz finden und durch Eingießen von Füllmaterial fixiert werden. Bei dieser Ausführung wird ein Innenrohr 7 ver­ wendet, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Außenrohres 6 entspricht.

Wird die Schubstange 2 der Zylinder-Einheit 1 festgesetzt, das heißt die Zylinder-Einheit wird verschoben, so kann eine Drehsicherung der Einheit beispielsweise durch eine Nutführung 15 in dem Außenrohr 6 erreicht werden. In diesem Fall kann die längsbewegliche Lagerung der Zylinder-Ein­ heit mittels eines allgemein bekannten Lageraufbaus er­ folgen, der am Außenumfang des Außenrohres 6 angreift (nicht gezeigt). In Abänderung für den Antrieb der Einheit kann die Schubstange 2 auch eine Gewindespindel sein, wobei dann einer der Deckel 4, 5 ein Muttergewinde aufweist.

Obwohl vorstehend ein Linearführungssystem beschrieben ist, soll auch ein vorgefertigtes Zylinderrohrlängenmaterial als sogenanntes Halbzeugmaterial vom Schutz miterfaßt sein. Solche Zylinderrohrlängen sind so zusammengesetzt, wie es vorstehend in Verbindung mit dem Zylinderrohr 1 beschrieben ist, so daß sich eine nochmalige Beschreibung erübrigt. Die Rohrlängen können zum Beispiel eine Länge von drei bis fünf Metern aufweisen, wovon je nach An­ wendungsfall die gewünschten Einzellängen abgeschnitten werden. Des weiteren können derartige Einzelrohrlängen auch überall dort angewendet werden, wo es darauf ankommt, in Verbindung mit Arbeitszylindern einen platzsparenden Weg für die Zuleitung von Energie zu einem Verbraucher zur Verfügung zu stellen.

Claims (11)

1. Linearführungssystem, umfassend eine Zylinder-Einheit in Form eines Zylinderrohres mit an jedem Stirnende desselben anbringbaren Deckelflanschen zur Aufnahme und Führung einer Schubstange, die durch mindestens einen der Deckelflansche geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderrohr (1) mit mindestens einem in dessen Wandung in Längsrich­ tung verlaufenden Energieführungskanal (9) versehen ist.

2. Linearführungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Deckelflansche (4 und 5) mit Kanälen (12 bzw. 13) durchsetzt sind, welche in ihrer Anordnung deckungsgleich mit den Kanälen (9) in dem Zylinderrohr (1) sind.

3. Linearführungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zylinderrohr (1) aus einem Außenrohr (6) und einem in diesem angeordneten Innenrohr (7) besteht, wobei die Kanäle (9) in Form von zwischen der Außenfläche des Innenrohres (7) und der Innenfläche des Außenrohres (6) eingebrachten Rohren vorgesehen sind.

4. Linearführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume zwischen der Außenfläche des Innenrohres (7), der Innenfläche des Außen­ rohres (6) und den die Kanäle (9) bildenden Rohren mit einem aushärtenden Werkstoff ausgegossen sind.

5. Linearführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zylinder-Einheit einen in dem Zylinderrohr (1) geführten und auf die Schubstange (2) einwirkenden Kolben (3) umfaßt, der durch ein Druckmedium betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der einen Deckelflansch (4 oder 5) durchsetzenden Kanäle (12 oder 13) mit einer an der inneren Stirnfläche des betreffenden Deckel­ flansches (4 oder 5) austretenden Bohrung verbunden ist.

6. Linearführungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Außendurch­ messer des Innenrohres (7) und dem Innendurchmesser des Außenrohres (6) gleich ist dem doppelten Durchmesser der die Kanäle (9) bildenden Rohre.

7. Linearführungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Außendurchmesser des Innenrohres (7) und der Innendurchmesser des Außenrohres (6) einander entsprechen und das Innenrohr (7) und/oder das Außenrohr (6) mit Längs­ nuten (14) zur Aufnahme der die Kanäle (9) bildenden Rohre versehen sind.

8. Zylinderrohrlängenmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrohrlänge (1) aus einem Außenrohr (6) und einem in diesem angeordneten Innenrohr (7) besteht, wobei Energieführungskanäle (9) in Form von zwischen der Außen­ fläche des Innenrohres (7) und der Innenfläche des Außen­ rohres (6) eingebrachten Rohren vorgesehen sind.

9. Zylinderrohrlängenmaterial nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hohlräume zwischen der Außenfläche des Innenrohres (7), der Innenfläche des Außenrohres (6) und den die Kanäle (9) bildenden Rohren mit einem aushärtenden Werkstoff ausgegossen sind.

10. Zylinderrohrlängenmaterial nach Anspruch 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Außendurchmesser des Innenrohres (7) und dem Innendurch­ messer des Außenrohres (6) gleich ist dem doppelten Durchmesser der die Kanäle (9) bildenden Rohre.

11. Zylinderrohrlängenmaterial nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Innenrohres (7) und der Innendurchmesser des Außenrohres (6) einander entsprechen und das Innenrohr (7) und/oder das Außenrohr (6) mit Längsnuten (14) zur Aufnahme der die Kanäle (9) bildenden Rohre versehen sind.