DE3905561C2 - Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder - Google Patents
Druckmittelbetätigbarer ArbeitszylinderInfo
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- Y10T74/20456—Specific cable or sheath structure
Description
Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigbaren
Arbeitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1.
Ein derartiger Arbeitszylinder ist aus der
DE-OS 24 04 244 bekannt.
Dieser bekannte Arbeitszylinder weist ein Zylinderrohr
auf, in welchem ein Kolben mit kreisrundem Querschnitt
abgedichtet verschiebbar angeordnet ist. An den
einander abgewandten Stirnseiten des Kolbens ist ein
Zugelement befestigt, welches als Flachband ausge
bildet ist. Das Zugelement ist aus den einander
abgewandten Stirnseiten des Zylinderrohres abgedichtet
aus diesem herausgeführt.
Auf der Mantelfläche des Zylinders ist in Richtung der
Längsachse des Zylinders verlaufend eine Führung für
einen Mitnehmer vorgesehen. Der Mitnehmer ist mit dem
Zugelement verbunden, wobei das Zugelement über an den
Zylinderstirnseiten angeordnete Umlenkelemente geführt
ist. Bei einer Bewegung des Kolbens in Richtung der
Längsachse des Zylinders wird der Mitnehmer mittels
des Zugelementes ebenfalls in Richtung der Längsachse
des Zylinders mitbewegt.
Dieser bekannte Arbeitszylinder hat den Nachteil, daß
er bedingt durch die Querschnittsform des Kolbens
relativ hoch in seinem Aufbau ist und sich bedingt
durch die Querschnittsform des Zugelementes im Bereich
der Durchführungen für das Zugelement nicht absolut
zuverlässig abdichten läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
druckmittelbetätigbaren Arbeitszylinder der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, der kompakt im Aufbau ist
und eine sichere Abdichtung der Durchführung für das
Zugelement gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angege
benen Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteil
hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, einen
Arbeitszylinder zu erhalten, der sehr flach baut und
dessen Durchführung für das Zugelement sich mit
einfachen Mitteln sehr gut abdichten läßt. Dadurch,
daß das Zugelement einen Querschnitt mit einer steti
gen, von der Kreisform abweichenden Umfangslinie
aufweist, können kleine Rollen als Umlenkelemente
verwendet werden. Wenn sich das Zugelement, wie in den
Unteransprüche angegeben ist, aus mehreren vorzugs
weise aus einem Kunststoff bestehenden Zugsträngen
zusammensetzt, wird eine besonders hohe Zugfestigkeit
des Zugelementes erreicht.
Dadurch, daß gemäß einer Weiterbildung des Erfindungs
gegenstandes der Zugstrang oder auch die Zugstränge
von einem Mantel aus einem Kuststoffmaterial umgeben
ist bzw. umgeben sind und das aus dem Zugstrang bzw.
den Zugsträngen und dem Mantel gebildete Zugelement
die vorstehend erwähnte Querschnittsform aufweist,
wird die Kombination von hoher Zugfestigkeit des
Zugelementes und guter Abdichtbarkeit der Durchfüh
rungen für das Zugelement in den Stirnwänden des
Zylinders erzielt.
Anhand der Zeichnung wird nachstehend ein Ausführungs
beispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen aus einem Profilrohr gefertigten Arbeits
zylinder, wobei das Profilrohr an seinen beiden
Stirnseiten von je einem eine Umlenkrolle ent
haltenden Deckel verschlossen ist und
Fig. 2 das Profilrohr gemäß Fig. 1 im Schnitt nach der
Linie A-A.
In Fig. 1 ist ein aus einem Profilrohr bestehendes
Zylinderrohr (10) dargestellt, welches an seinen
beiden Stirnseiten von einem ersten Deckel (1) und
einem zweiten Deckel (15) verschlossen wird.
Im Zylinder (10) ist ein Kolben (11) mittels in
umlaufenden Nuten (28, 33) des Kolbens (11) gelagerten
Dichtringen (27, 32) abgedichtet verschiebbar angeord
net.
Der Kolben (11) unterteilt den Zylinder (10) in eine
erste Arbeitskammer (40) und eine der ersten Arbeits
kammer (40) gegenüber, auf der anderen Seite des
Kolbens (11) gelegene zweite Arbeitskammer (24, 17).
Von den Deckeln (1) und (15) werden die Stirnwände des
Zylinders (10) gebildet.
Die erste Arbeitskammer (40) ist über einen ersten
Druckmittelanschluß (41) und eine nicht dargestellte
Ventileinrichtung wahlweise mit einer Druckmittel
quelle oder mit der Atmosphäre bzw. mit einem Rücklauf
verbindbar. Desgleichen ist die zweite Arbeitskammer
(24, 17) über einen Druckmittelanschluß (16) und die
Ventileinrichtung wahlweise mit der Druckmittelquelle
oder mit der Atmosphäre bzw. mit dem Rücklauf verbind
bar.
Der erste Deckel (1) weist auf seiner dem Zylinderrohr
(10) zugewandten Seite, in dem an das Zylinderrohr
(10) anschließenden Bereich eine umlaufende Nut (34)
auf, in welcher ein Nutring (35) gelagert ist.
Desgleichen weist der zweite Deckel (15) auf seiner
dem Zylinderrohr (10) zugewandten Seite, in dem an das
Zylinderrohr (10) anschließenden Bereich eine umlau
fende Nut (22) auf, in der ein Nutring (23) gelagert
ist.
Innerhalb des ersten Deckels (1) ist eine rohrförmige
Anformung (36) vorgesehen, die sich in Richtung auf
die erste Arbeitskammer (40) des Zylinders zu er
streckt.
In gleicher Weise ist innerhalb des zweiten Deckels
(15) eine rohrförmige Anformung (18) vorgesehen, die
sich in Richtung auf die zweite Arbeitskammer (24, 17)
zu erstreckt.
Auf der der ersten Arbeitskammer (40) abgewandten
Seite der rohrförmigen Anformung (36) ist im ersten
Deckel (1) auf einer quer zur Längsachse des Zylin
derrohres (10) angeordneten Achse (3) eine als Umlenk
element dienende erste Rolle (2) drehbar gelagert.
Im zweiten Deckel (15) ist auf der der zweiten
Arbeitskammer (24, 17) abgewandten Seite der rohr
förmigen Anformung (18) des zweiten Deckels (15)
ebenfalls auf einer quer zur Längsachse des Zylinder
rohres (10) angeordneten Achse (13) eine als Umlenk
element dienende zweite Rolle (12) drehbar gelagert.
Der freie Innenraum der rohrförmigen Anformung (36)
des ersten Deckels (1) und der freie Innenraum der
rohrförmigen Anformung (18) des zweiten Deckels (15)
dienen als ein erster Kanal (39) und als ein zweiter
Kanal (19), durch welche ein Zugelement (6) hindurch
geführt ist.
Das Zugelement (6) ist mit seinem einen Ende (30) an
der einen Seite des Kolbens (11) in einer im Kolben
(11) vorgesehenen Halterung (31) befestigt. Durch den
Kanal (39) im ersten Deckel (1) ist das Zugelement (6)
hindurchgeführt, umschlingt teilweise die erste Rolle
(2) wird durch eine weitere kanalartige Ausnehmung (4)
im ersten Deckel (1) aus dem ersten Deckel (1) heraus
geführt und verläuft parallel zur äußeren Mantelfläche
des Zylinderrohres (10) zum zweiten Deckel (15) hin.
Das Zugelement (6) taucht in eine kanalartige Ausneh
mung (14) des zweiten Deckels (15) ein, umschlingt
teilweise die zweite Rolle (12), tritt aus dem zweiten
Kanal (19) des zweiten Deckels (15) aus und ist mit
seinem anderen Ende (29) an einer Halterung (26) des
Kolbens (11) auf der Seite des Kolbens (11) befestigt,
die dem zweiten Deckel (15) zugewandt ist.
Um zu verhindern, daß Druckmittel aus der ersten
Arbeitskammer (40) durch den Kanal (39), den Raum für
die Rolle (2) und den zweiten Kanal (4) im ersten
Deckel (1) austritt, ist in einer in der Innenwand der
rohrförmigen Anformung (36) des ersten Deckels (1)
vorgesehenen umlaufenden Nut (37) ein als Nutring
ausgebildeter Dichtring (38) gelagert, der das Zugele
ment (6) an dieser Stelle dichtend umschließt.
Desgleichen ist in einer in der Innenwand der rohr
förmigen Anformung (18) des zweiten Deckels (15)
vorgesehenen umlaufenden Nut (20) ein als Nutring
ausgebildeter Dichtring (21) gelagert, der an dieser
Stelle das Zugelement (6) dichtend umschließt, so daß
aus der zweiten Arbeitskammer (24, 17) kein Druck
mittel durch den ersten Kanal (19), den Raum für die
Rolle (12) und den zweiten Kanal (14) im zweiten
Deckel (15) entweichen kann.
Das Profilrohr weist in dem Bereich, aus welchem das
Zugelement aus den Deckeln (1) und (15) austritt, eine
in Richtung der Längsachse des Zylinders verlaufende
Führung (5) für einen Mitnehmer (8, 9) auf. Der
Mitnehmer (8) ist mit dem Zugelement (6) verbunden,
derart, daß bei einer Verschiebebewegung des Kolbens
(11) der Mitnehmer (8, 9) mittels des Zugelementes (6)
in Längsrichtung des Zylinders bewegt wird.
Der Kolben (11) weist an seinen beiden Stirnseiten je
eine topfförmige Ausnehmung (7) bzw. (25) auf, welche
mit den rohrförmigen Anformungen (36) bzw. (18) in der
Weise zusammenwirken, daß in der jeweiligen Endlage
des Kolbens (11) die entsprechende rohrförmige Anfor
mung (36) bzw. (18) in die zugehörige Ausnehmung (7)
bzw. (25) des Kolbens (11) eintaucht.
In Fig. 2 ist der aus einem Profilrohr hergestellte
Zylinder mit Mitnehmer im Schnitt dargestellt.
Der Zylinder weist eine oval ausgebildete Zylinder
bohrung auf, in welcher der ebenfalls ovale Kolben
(11) verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben (11) kann
selbstverständlich auch jede beliebige andere Quer
schnittsform aufweisen, wie z.B. eine eliptische oder
eine kreisförmige Querschnittsform.
Im Bereich der Längsachse des Kolbens (11) ist das
ebenfalls oval ausgebildete Zugelement (6) befestigt.
Das Zugelement (6) setzt sich aus drei nebeneinander
liegend angeordneten Zugsträngen (42, 43, 44) zusam
men, die von einem für alle Zugstränge (42, 43, 44)
gemeinsamen ovalen Mantel (45) umschlossen sind. Der
Mantel (46) kann z.B. aus Kunststoff bestehen. Selbst
verständlich können auch mehr als drei Zugstränge
vorgesehen werden.
Anstelle von mehreren Zugsträngen kann auch ein
einziger flachbandartiger Zugstrang vorgesehen werden,
der von einem ovalen Mantel umgeben ist.
Der flachbandartige Zugstrang kann mit Erhöhungen,
Vertiefungen oder Durchbrechungen versehen werden, um
ein Verschieben von Zugstrang und Mantel gegeneinander
zu verhindern.
Werden z.B. Durchbrechungen vorgesehen, so kann das
Material des Mantels beim Ummantelungsvorgang durch
die Durchbrechungen hindurchtreten, wobei stegartige
Verbindungsstücke zwischen dem Mantelteil auf der
einen Seite des Zugstranges und dem Mantelteil auf der
dieser Seite abgewandten Seite des Zugstranges gele
genen Mantelteil gebildet werden.
Der Kolben (11) und auch das Zugelement (6) sind so im
rohrförmigen Körper (10) angeordnet, daß die Ebene
ihres größten Durchmessers im wesentlichen parallel zu
der Querachse der in Richtung der Längsachse des
rohrförmigen Körpers (10) verlaufenden Führung (9) für
den Mitnehmer (8) gelegen ist.
Der Anlenkpunkt (46) für das Zugelement (6) am
Mitnehmer (8, 9) ist an einer Stelle des Mitnehmers
(8) vorgesehen, der innerhalb der Führung (5) nahe der
äußeren Mantelfläche des Zylinderrohres (10) gelegen
ist.
Das Wesentliche der Erfindung ist in der
Querschnittsform des Zugelementes zu sehen, wobei das
Zugelement einen Querschnitt mit einer stetigen, von
der Kreisform abweichenden Umfangslinie aufweist. Die
Erstreckung des Querschnittes quer zu der Ebene, in
der das Zugelement geführt wird, sollte wesentlich
größer als in der dazu senkrechten Richtung sein.
Der Zugstrang oder auch die Zugstränge können aus
einem metallischen Werkstoff, wie z.B. Stahl, oder aus
einem Kunststoff, wie z.B. Aramidfaser, bestehen. Der
den Zugstrang oder die Zugstränge umgebende Mantel
besteht vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, wie
z.B. Polyurethan. Wird nun ein Zugstrang, der vorzugs
weise aus einem hochbelastbaren Kunststoffmaterial
besteht, verwendet, so kann auf eine Ummantelung
verzichtet werden.
Dadurch, daß der Kolben eine Querschnittsform auf
weist, die von der Kreisform abweicht, wird eine
Verdrehsicherung für den Kolben erreicht. Gleichzeitig
wird durch diese Maßnahme eine flache Bauweise des
Arbeitszylinders erzielt.
Selbstverständlich ist der Durchlaßquerschnitt der
Dichtelemente in den Durchgangsöffnungen für das
Zugelement an das Profil des Zugelementes angepaßt.
Claims (12)
1. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder mit einem
vom einem Kolben (11) über ein biegsames Zugele
ment (6) angetriebenen Mitnehmer (8) mit folgenden
Merkmalen:
- a) Das Zugelement (6) ist abgedichtet durch die Stirnwände (1, 15) des Zylinders (10) geführt;
- b) der Mitnehmer (8) ist in einer Führung (9) in Längsrichtung des Zylinders (10) geführt;
dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (6)
einen Querschnitt mit einer stetigen, von der
Kreisform abweichenden Umfangslinie aufweist.
2. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Erstreckung des Querschnittes quer zu der Ebene,
in der das Zugelement (6) biegsam geführt wird, wesentlich
größer als in der dazu senkrechten Richtung ist.
3. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (6)
einen ovalen Querschnitt aufweist.
4. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement
(6) einen elliptischen Querschnitt aufweist.
5. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich das Zugelement
(6) aus mehreren Zugsträngen (42, 43, 44) zusam
mensetzt, die von einem diese Zugstränge (42, 43,
44) umgebenden, für alle Zugstränge (42, 43, 44)
gemeinsamen Mantel (45) umschlossen sind.
6. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (6) aus
einem bandförmigen Zugstrang besteht, der von
einem Mantel umgeben ist.
7. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
bandförmige Zugstrang Erhöhungen oder/und Vertie
fungen aufweist, welche eine Relativbewegung
zwischen dem Mantel und dem Zugstrang verhindern.
8. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
Anspruch 6, gekennzeichnet durch die folgenden
Merkmale:
- a) Der Zugstrang weist Durchbrechungen auf;
- b) durch die Durchbrechungen treten stegartige Teile des Mantels hindurch, welche den auf der einen Seite des Zugstranges gelegenen Teil des Mantels mit dem auf der dieser Seite abgewand ten Seite des Zugstranges gelegenen Teil des Mantels verbinden.
9. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zugstrang bzw. die
Zugstränge (42, 43, 44) aus einem metallischen
Werkstoff und der Mantel (45) aus einem Kunst
stoffmaterial bestehen.
10. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zugstrang bzw. die
Zugstränge (42, 43, 44) aus einem Kunststoff
material bestehen.
11. Druckmittelbetätigbarer Arbeitszylinder nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben
(11) und wenigstens der den Kolben (11) führende
Bereich des Innenraumes des Zylinders (10) einen
Querschnitt mit einer stetigen, von der Kreisform
abweichenden Umfangslinie aufweisen.
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