DE4400454A1 - Kolbenstangenloser Linearantrieb - Google Patents
Kolbenstangenloser LinearantriebInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen kolbenstangenlosen Linearan
trieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentan
spruchs 1.
Kolbenstangenlose Linearantriebe weisen im allgemeinen ein
Führungsrohr auf, in dem ein Kolben gleitend verschiebbar
sowie abgedichtet gelagert ist. Zur Ausleitung der durch
die Einwirkung eines Druckmittels auf den Kolben erzeugten
Kraft aus dem Führungsrohr weist dieses einen seitlichen
Schlitz auf, der von einem mit dem Kolben verbundenen Steg
durchgriffen ist. Der Schlitz oder Längsschlitz erstreckt
sich dabei wenigstens über den gesamten von dem Kolben zu
durchlaufenden Weg und im allgemeinen über die gesamte
Länge des Führungsrohrs. Deshalb ist es zur Ausbildung von
Druckmittelkammern erforderlich, den Längsschlitz in den
Bereichen abzudichten, in denen der Kolben jeweils gerade
nicht steht. Hierzu kommt ein Dichtungsband zur Anwendung,
das von innen her an dem Längsschlitz anliegt und sich mit
einem Abschnitt in diesem sitzt. Im Bereich des Kolbens
ist das Dichtungsband von dem Längsschlitz nach innen ab
gehoben, um den Weg für den Steg freizugeben, der das
Dichtungsband umgreift. Um ein sicheres Arbeiten solcher
druckmittelbetätigter Linearantriebe zu ermöglichen, ist
es erforderlich, daß das Dichtungsband bei dem Längs
schlitz gehalten ist, so daß es nicht nach innen durch
hängt oder fällt.
Aus der DE 34 29 783 A1 ist ein Linearantriebszylinder
bekannt, bei dem das den Längsschlitz abdichtende
Dichtungsband zwei im Abstand voneinander und parallel
zueinander angeordnete Rippen oder Lippen aufweist, die
den Längsschlitz durchgreifen und die endseitig jeweils
mit einem sogenannten Wulst versehen sind. Sowohl das
Dichtungsband als auch die Rippen bestehen aus flexiblem
Material. Die Rippen sind federnd nach außen, d. h. in
Spreizrichtung voneinander weg vorgespännt und hintergrei
fen mit ihren Wulsten den Längsschlitz, um das Dichtungs
band in dem Längsschlitz zu fixieren.
Bei diesem Linearantriebszylinder bestimmt das für das
Dichtungsband verwendete Material die Federeigenschäften
der Lippen und somit, wie sicher das Dichtungsband an dem
Führungsrohr gehalten ist. Außerdem stehen die Rippen und
Wulste aus dem Längsschlitz heraus, worauf bei dem Einbau
des Linearantriebszylinders in Maschinen und Anlagen Rück
sicht zu nehmen ist.
Darüber hinaus ist aus der obengenannten Offenlegungs
schrift ein Linearantriebszylinder bekannt, bei dem der
Längsschlitz mit einer Längsrille versehene Flanken auf
weist, in die das Dichtungsband mit entsprechenden Längs
wulsten eingreift.
Auch hier ist bei der Gestaltung des Dichtungsbandes und
bei der Materialauswahl für dieses auf die gewünschte und
für das Hinein- und Herausführen des Dichtungsbandes aus
dem Längsschlitz erforderlichen Nachgiebigkeit Rücksicht
zu nehmen.
Außerdem ist aus der EP 0 260 344 A3 ein Druckmittelzylin
der mit einem längsgeschlitzen Führungsrohr bekannt, bei
dem ein von innen her an dem Führungsrohr bei dem Längs
schlitz anliegendes Dichtungsband mit einem von außen an
dem Längsschlitz anliegenden Abdeckband rastend zusammen
wirkt. Dazu weist das Dichtungsband zwei nach außen ge
richtete im Abstand parallel zueinander verlaufende und
leicht voneinander weg gewölbte Längsstege auf, die einen
Zwischenraum zwischen sich begrenzen. Das Dichtungsband
greift mit einer einstückig an diesem vorgesehenen und
radial nach innen weisenden Rippe in diesen Zwischenraum
ein, wobei aufgrund der Neigung der miteinander in Berüh
rung stehenden Flächen eine Klemm- oder Rastverbindung
entsteht.
Bei diesem Druckmittelzylinder ist neben dem Dichtungsband
zusätzlich das Abdichtband erforderlich. Beide Bänder müs
sen bei dem Steg von dem Längsschlitz abgehoben werden und
der Steg muß um beide Bänder herumgeführt werden.
Außerdem ist es aus der obengenannten Patentanmeldung be
kannt, das Dichtungsband und das Abdeckband mit einem Ma
gnetstreifen zusammenzuhalten, wobei sowohl in dem Dich
tungsband als auch in dem Abdeckband entsprechende ferro
magnetische Stahlbänder vorgesehen sind.
Bei dieser Ausführungsform eines Druckmittelzylinders muß
zusätzlich zu dem Dichtungsband und dem Abdeckband noch
der Magnetstreifen aus dem Längsschlitz herausgehoben wer
den, um dem mit dem Kolben verbundenen Steg Durchgang zu
gewähren.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen kol
benstangenlosen Linearantrieb zu schaffen, der eine ein
fache Durchführung des Steges durch den Längsschlitz ge
stattet und bei dem das Dichtungsband sicher in dem Längs
schlitz gehalten ist.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch einen Linear
antrieb mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan
spruchs 1 gelöst.
Das in dem Längsschlitz angeordnete gesonderte Profilele
ment bildet eine Rasteinrichtung, mit der der in den
Längsschlitz eingreifende Abschnitt des Dichtungsbandes
verrastbar ist. Die Rastwirkung kann dabei durch geeignete
Gestaltung und Dimensionierung des Profilelements weitge
hend unabhängig von der konkreten Ausführung des
Dichtungsbandes eingestellt werden. Darüber hinaus ist es
möglich, eine Familie von Linearantrieben für unterschied
liche Drücke, Arbeitshübe und Arbeitsgeschwindigkeiten
unter Verwendung eines einheitlichen Grundhalbzeuges für
die Führungsrohre zu schaffen. Eventuell erforderlichen
Abweichungen hinsichtlich der Haltekraft des Dichtbandes
kann durch eine geeignete Gestaltung des jeweils verwende
ten Profilelements Rechnung getragen werden. Das
Dichtungsband ist in erster Linie für die Abdichtung des
Führungsrohrs verantwortlich und kann hinsichtlich der
Materialauswahl auf diese Funktion optimiert werden. Hin
gegen kann das gesondert vorgesehene Profilelement sowohl
hinsichtlich seiner Materialauswahl als auch hinsichtlich
seiner geometrischen Gestaltung so ausgelegt werden, daß
das Dichtungsband optimal in dem Längsschlitz gehalten
ist. Schließlich kann die Abnutzung des Dichtungsbandes
verringert werden, weil dieses beim Ein- und Ausführen in
den bzw. aus dem Längsschlitz lediglich noch einer gerin
gen Deformation unterliegt.
Eine sichere Befestigung des Profilelements in dem Längs
schlitz ergibt sich, wenn das Profilelement formschlüssig
gehalten ist. Zusätzlich kann das Profilelement in dem
Längsschlitz kraftschlüssig, d. h. beispielsweise durch
Festklemmen oder stoffschlüssig, beispielsweise mittels
Klebstoffes gesichert sein. Außerdem ist es auch möglich,
das Profilelement ausschließlich stoffschlüssig, z. Bsp.
mittels Klebstoffes in dem Längsschlitz zu befestigen. Je
doch ist die formschlüssige Fixierung eine einfache und
billige Lösung, durch die das Profilelement dauerhaft und
zuverlässig gehalten ist.
Zur formschlüssigen Befestigung des Hälteelements in dem
Längsschlitz kann dieser an seiner Flanke mit wenigstens
einer Nut versehen sein, in der das Profilelement mit ei
nem Abschnitt sitzt. Die Montage des Profilelements an dem
Führungsrohr erfolgt einfach durch Einlegen des Profilel
ements in die Nut. Entsprechend der Form des Profilele
ments kann die Nut sowohl rechteckig als auch dreieckig
oder anderweitig geformt sein. Entscheidend ist in jedem
Fall, daß das Profilelement bezogen auf die radiale Rich
tung des Führungsrohrs sicher gehalten ist. Zur Schaffung
einer Rastverbindung zwischen dem Dichtungsband und dem
mit dem Profilelement versehenen Führungsrohr kann das
Dichtungsband an wenigstens einer der Flanke des Längs
schlitzes zugewandten Seite eine Längsausnehmung aufwei
sen, die sich über die gesamte Länge des Dichtungsbandes
erstreckt. Dieser Längsausnehmung ist ein an dem Profil
element vorgesehener Rastabschnitt zugeordnet, der über
die Flanke des Längsschlitzes vorsteht. Wenn dieser Rast
abschnitt in Richtung auf die Nut zu federnd gehalten ist,
schnappt er in die Längsausnehmung des Dichtungsbandes
ein, wenn dieses in dem Längsschlitz liegt. Wird das Dich
tungsband nach innen aus dem Längsschlitz herausgezogen,
federt der Rastabschnitt des Profilelements ein und gibt
das Dichtungsband frei. Dieses unterliegt dabei keiner we
sentlichen Verformung im Bereich seiner Längsausnehmung.
Bei einer Ausführungsform weist das Profilelement einen
ovalen Querschnitt auf und liegt in einer rechteckigen
Nut. Dabei liegt das Profilelement mit seinen Flachseiten
an zwei zueinander parallelen Seitenwänden der Nut an und
ragt mit seinem runden Rastabschnitt in den Längsschlitz.
Dieses Profilelement wird während des Rastvorganges in
seinem Querschnitt deformiert. Der halbrunde oder kreisab
schnittsförmige Rastabschnitt wird mehr oder weniger flach
gedrückt und das Profilelement wird wenigstens etwas in
die Nut eingedrückt. Eine derartige Deformation wird bei
spielsweise ermöglicht, wenn das Profilelement aus Moos
gummi ist.
Sowohl das vorstehend genannte, im Querschnitt ovale Pro
filelement als auch mögliche andere, wie beispielsweise in
einer dreieckigen oder rechteckigen Nut liegende runde
Profilelemente können auch aus einem dünnwandigen flexi
blen Kunststoffschlauch gebildet sein.
Darüber hinaus ist es möglich, das Profilelement aus einem
weniger flexiblen Kunststoff oder aus Metall herzustellen.
So kann das Profilelement in der Nut bezüglich einer Rich
tung von dem Dichtungsband weg federnd gelagert sein. Eine
Möglichkeit dazu ergibt sich, wenn an dem in der Nut sit
zenden Abschnitt des Profilelements Federmittel vorgesehen
sind. Diese Federmittel können sowohl eine Vielzahl von
sich über die Länge des Profilelements voneinander beab
standeten, in der Nut liegenden Einzelfedern, wie Noppen
oder ähnliches, sein. Jedoch ist es vorteilhaft, wenn die
Federmittel sich an der Nut abstützende, an dem Profilel
ement vorgesehene Schenkel sind. Diese Schenkel bilden
über die gesamte Länge des Profilelements verlaufende Lip
pen, die federn können. Dabei reicht schon ein geringer
zulässiger Federhub der Schenkel aus, wenn die Federbewe
gung der Schenkel durch Schrägflächen in eine entsprechen
de Bewegung des Profilelements in die Nut bzw. aus der Nut
heraus umgesetzt wird. Dies kann erreicht werden, indem
die Schenkel an in der Nut vorgesehenen Anlageflächen an
liegen, die einen sich auf die Flanke zu öffnenden Winkel
einschließen, wobei die Schenkel in Spreizrichtung federnd
vorgespannt sind. Dieses Profilelement kann sowohl aus
Kunststoff als auch aus Metall gefertigt sein.
Schließlich kann das Profilelement einen als federnde Zun
ge oder Lippe ausgebildeten Rastabschnitt aufweisen, der
zwischen der Flanke und dem Dichtungsband angeordnet ist
und der mit dem in der Nut sitzenden Abschnitt verbunden
ist. Die für das Rasten erforderliche Federwirkung wird im
wesentlichen durch eine Deformation der Zunge herbeige
führt. Die Zunge weist dabei Anlägeflächen auf, die mit
entsprechenden an dem Dichtungsband vorgesehenen Keilflä
chen in Berührung stehen. Die Neigung der Berührungs- und
Keilflächen in Bezug auf die Flanke des Längsschlitzes
bestimmt dabei die für das Ein- und Ausrasten des Dich
tungsbandes erforderliche Kraft. Somit kann durch geeigne
te Festlegung der Neigung der Anlage- und Keilflächen die
Rastkraft für das Ein- und Ausrasten jeweils gesondert
eingestellt werden.
Zur Befestigung des Profilelements können auch zwei Nuten
vorgesehen sein, die zueinander parallel verlaufen und in
denen das Profilelement mit entsprechenden Abschnitten
sitzt. Die Nuten können dabei sowohl drei- oder rechteckig
sein, als auch als randoffene Nuten an den Rändern der
Flanke des Längsschlitzes vorgesehen sein. Jedenfalls er
gibt sich die Möglichkeit einer sicheren, formschlüssigen
Befestigung des Profilelements in dem Längsschlitz.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Profilelement die
Flanken ganz abdeckt. In diesem Fall sind diese durch das
Profilelement geschützt. Beispielsweise beschädigt der
Steg, wenn er durch seitlichen Druck an das Profilelement
angedrückt wird, die Flanken nicht. Das Profilelement bil
det somit einen Anlaufschutz für die Flanken. Dieser An
laufschutz kann auch schon dadurch sichergestellt werden,
daß das Profilelement wenigstens einen ortsfest an der
Flanke anliegenden Abschnitt aufweist, der bezogen auf die
übrige Flanke erhaben ist. Wenn auch die Flanke nicht ganz
abgedeckt ist, stellt doch der an dem Profilelement vor
gesehene Abschnitt sicher, daß der Steg die nicht abge
deckten Teile der Flanke nicht berühren kann. Das ergibt
einen zuverlässigen Anlaufschutz.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstan
des der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen kolbenstangenlosen Linearantrieb mit einem
von einem Profilelement gehaltenen Dichtungsband
in Seitenansicht und in einer teilweise aufge
brochenen und schematisierten Darstellung,
Fig. 2 den Linearzylinder nach Fig. 1 in Schnittdar
stellung geschnitten entlang der Linie II-II,
Fig. 3 den Linearantrieb nach Fig. 2 mit im Bereiche
seines Längsschlitzes vorgesehenen Profilelemen
ten in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen,
in ausschnittsweiser Darstellung und in vergrö
ßertem Maßstab,
Fig. 4 den Linearantrieb nach Fig. 2 mit im Bereiche
seines Längsschlitzes angeordneten Profilelemen
ten in zwei weiteren Ausführungsformen,
Fig. 5 den Linearantrieb nach Fig. 2 mit im Bereiche
seines Längsschlitzes angeordneten Profilelemen
ten in zwei weiteren Ausführungsformen,
Fig. 6 den Linearantrieb nach Fig. 2, bei dem der
Längsschlitz in seinen Flanken zwei Nuten auf
weist, in denen ein die Flanke abdeckendes Pro
filelement gehalten ist, in zwei Ausführungsfor
men und in einer ausschnittsweisen schematisier
ten Darstellung,
Fig. 7 den Linearantrieb nach Fig. 2, bei dem das in
einer Nut sitzende Profilelement eine federnde
Zunge zur Halterung des Dichtungsbandes
aufweist, in zwei Ausführungsformen und in aus
schnittsweiser schematisierter Darstellung,
Fig. 8 den Linearantrieb nach Fig. 2, bei dem das in
einer Nut sitzende Profilelement eine federnde
Zunge zur Halterung des Dichtungsbandes auf
weist, in zwei Ausführungsformen und in aus
schnittsweiser schematisierter Darstellung,
Fig. 9 den Linearantrieb nach Fig. 2, bei dem das Pro
filelement in zwei parallel zueinander verlau
fenden Nuten gehalten ist, und
Fig. 10 den Linearantrieb nach Fig. 2, bei dem das in
zwei zueinander parallelen Nuten sitzende Pro
filelement die Flanke des Längsschlitzes ganz
abdeckt, in zwei Ausführungsformen, wobei bei
einer Ausführungsform eine zusätzliche, als La
byrinthdichtung ausgeführte Abdichtung vorgese
hen ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Linearantriebsmodul ist ein
kolbenstangenloser Linearantrieb 1, der ein Führungsrohr 2
aufweist, in dem ein gegen seine Wandung 3 abgedichteter
Kolben 4 gleitend verschiebbar gelagert ist. Das Führungs
rohr 2 ist jeweils endseitig mit Deckeln 5, 6 verschlos
sen, so daß der Kolben 4 mit seinen Stirnflächen 7, 8, der
Wandung 3 und den Deckeln 5 zwei Kammern 9, 10 begrenzt,
die mit Druckmittel, wie beispielsweise Preßluft beauf
schlagbar sind.
Das Führungsrohr 2 ist mit einem sich parallel zu seiner
Längsachse 11 erstreckenden, die Wandung 3 durchsetzenden
Längsschlitz 12 versehen, der durch zwei sich einander
gegenüberliegende im Abstand parallel zueinander verlau
fende Flanken 13, 14 begrenzt ist, die insbesondere aus
der Fig. 2 und den folgenden Fig. ersichtlich sind.
Der Längsschlitz 12 ist durch endseitig bei den Deckeln 5,
6 gehaltenes Dichtungsband 16 verschlossen, das mittels
einer an der Wandung 3 des Führungsrohrs 2 anliegenden
Dichtlippe 17 die Kammern 9, 10 bei dem Längsschlitz 12
abdichtet. Dabei stimmt die Wölbung der Dichtlippe 17 nach
innen hin mit der Wölbung der Wandung 3 überein, so daß
der Kolben 4 an der Dichtlippe 17 wie an der übrigen Wan
dung 3 abgedichtet sitzt. In einem mittleren Bereich des
Kolbens 4 ist das Dichtungsband 16 von einer Führungsein
richtung 18 aus dem Längsschlitz 12 nach innen gezogen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist in diesem Bereich ein
gegabelter Steg 19 vorgesehen, der den Kolben 4 mit einem
äußeren Abtrieb 20 verbindet und durch dessen Gabel das
Dichtungsband 16 durchgeführt ist.
In Fig. 3 sind zwei mögliche und hinsichtlich der Ausbil
dung des Längsschlitzes 12 und des Dichtungsbandes 16 un
terschiedliche Ausführungsformen des Linearantriebs 1 im
Ausschnitt dargestellt. Dabei ist sowohl in der Fig. 3,
wie auch in den übrigen, nachfolgenden Figuren jeweils in
der linken Hälfte der Fig. eine Ausführungsform und in der
rechten Hälfte der Fig. eine weitere Ausführungsform dar
gestellt. Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß in
jeder Flanke 13, 14 eine Nut 22 vorgesehen ist, in der ein
Profilelement 24 gehalten ist. Bei allen Ausführungsformen
stimmt der Querschnitt der in der Flanke 13 vorgesehenen
Nut 22 mit dem Querschnitt der in der gegenüberliegenden
Flanke 14 vorgesehenen Nut 22 überein.
Um eine übersichtliche Bezugnahme zu ermöglichen, sind
funktionsgleiche Teile und Abschnitte an unterschiedlichen
Ausführungsformen des Linearantriebs 1 mit gleichen Be
zugszeichen versehen.
Bei der in Fig. 3 links dargestellten Ausführungsform des
Linearantriebs 1 ist die in der Flanke 13 vorgesehene Nut
22 rechteckig ausgebildet. Sie weist zwei zueinander par
allele Seitenwände 23 auf, zwischen denen das im Quer
schnitt ovale Profilelement 24 gehalten ist. Das Profil
element 24 ist aus einem flexiblen Moosgummi hergestellt
und weist einen in den Längsschlitz 12 ragenden Rastab
schnitt 25 auf, der im Querschnitt im wesentlichen kreis
abschnittsförmig ist.
Das mit einem im wesentlichen rechteckigen Abschnitt 26 in
dem Längsschlitz 12 liegende Dichtungsband 16 weist an
seiner bei der Flanke 13 liegenden Seite 27 eine Längsaus
nehmung 28 auf, die in ihrem Querschnitt mit dem Quer
schnitt des Abschnitts 26 übereinstimmt und somit eben
falls kreisabschnittsförmig ist.
Bei dem insoweit beschriebenen Linearantrieb 1 ist durch
das in der Längsausnehmung 28 liegende Profilelement 24
eine Rastverbindung zwischen dem Dichtungsband 16 und dem
Führungsrohr ausgebildet. Das außerhalb des von dem Kolben
4 eingenommenen Bereiches liegende Dichtungsband 16 ist
somit so weit in dem Längsschlitz 12 gehalten, daß die
Dichtlippe 17 an der Wandung 3 anliegt und die Kammern 9,
10 somit dicht sind.
Darüber hinaus erbringt das Profilelement 24 einen gewissen
Seitenanlaufschutz. Der Rastabschnitt 25 wirkt damit zu
gleich als Anlaufabschnitt 30, der den Steg daran hindert,
an der Flanke 13 entlangzugleiten und diese zu be
schädigen. Die Schutzwirkung ist jedoch zumindest bei ei
nem durchgehend flach ausgebildeten Steg eher gering und
von der Federwirkung des Profilelements 24 abhängig. Zur
Verstärkung des Seitenanlaufschutzes kann der Steg 19 mit
einem auf gleicher Höhe wie das Profilelement 24 liegenden
Vorsprung versehen sein, der sich an dem Rastabschnitt 25
des Profilelementes 24 abstützt.
Bei dem in Fig. 3 auf der rechten Bildhälfte dargestellten
Ausschnitt des Linearantriebs 1 ist die Nut 22 in der Nähe
ihrer Mündung 31 parallelflankig ausgebildet, wobei sie
sich im Anschluß an den parallelflankigen Abschnitt von
der Mündung 31 weg zunächst erweitert und dann wieder ver
engt. Somit bilden Abschnitte der Seitenwände 23 einander
gegenüberliegende Anlageflächen 32, 33, die einen spitzen,
sich zu der Mündung 31 hin öffnenden Winkel miteinander
einschließen.
In diese Nut 22 ist das Profilelement 24 eingesetzt, des
sen Rastabschnitt 25 hier trapezförmig ist. An dem in der
Nut 22 sitzenden Abschnitt dieses Profilelements 24 sind
zwei miteinander einen spitzen Winkel einschließende
Schenkel 36, 37 vorgesehen, die federnd ausgebildet sind
und an den entsprechenden Anlägeflächen 32, 33 der Nut 22
anliegen.
Das Profilelement 24 ist aus einem federnden Kunststoff
hergestellt, so daß die Schenkel 36, 37 beim Einschieben
des Profilelements 24 in die Nut 22 zusammenfedern, und das
Profilelement 24 auf seine in Fig. 3 dargestellte Ruhelage
zu federnd vorspannen.
Entsprechend der Querschnittsgestalt des Rastabschnitts 25
ist die in dem Dichtungsband 16 vorgesehene Längsausneh
mung 28 bei dieser Ausführungsform des Profilelements in
Übereinstimmung mit dem trapezförmigen Rastabschnitt 25
ebenfalls trapezförmig.
Bei dieser insoweit beschriebenen Ausführungsform wird die
Rastwirkung zwischen dem Führungsrohr 2 und dem Dichtungs
band 16 ebenfalls durch die Wirkung des Profilelements 24
sichergestellt. Im Unterschied zu dem vorstehend beschrie
benen Ausführungsbeispiel wird das als Rastglied dienende
Profilelement 24 während des Rastvorgangs jedoch nicht im
ganzen, sondern im wesentlichen lediglich bei seinen
Schenkeln 36, 37 deformiert. Das Ausmaß der Deformation
ist darüber hinaus geringer, so daß ein Kunststoff mit ge
ringerer Nachgiebigkeit verwendet werden kann. Außerdem
bietet auch dieses Profilelement 24 einen Seitenanlauf
schutz. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der Steg mit
einer seitlichen, sich an dem Profilelement 24 abstützen
den Längsrippe versehen ist. Spätestens nämlich, wenn das
Profilelement 24 ganz in die Nut 22 eingedrückt ist, so
daß die Schenkel 36, 37 an deren Boden anliegen, ist das
Profilelement 24 ein festes Widerlager für den Steg 19.
Bei dem in Fig. 4 links dargestellten Linearantrieb 1
weist das in einer hier trapezförmigen Nut 22 sitzende
Profilelement 24 einen von dem Rastabschnitt 25 getrennten
Anlaufabschnitt 30 auf. Der Rastabschnitt 25 ist dabei
eine an dem Profilelement 24 ausgebildete federnde Zunge
oder Lippe 41, die in Richtung auf das Dichtungsband 16 zu
mit leichter Neigung gegen die Flanke 13 vorsteht. Im Zu
sammenwirken mit der Längsausnehmung 28, die bei dieser
Ausführungsform relativ tief ist, ist somit eine Rastver
bindung ausgebildet, wobei aufgrund der geringen Neigung
der Lippe 41 gegen die Flanke 13 das Dichtungsband 16 mit
geringer Kraft in den Längsschlitz 12 einführbar ist. So
bald die Lippe 41 in der Längsausnehmung 28 liegt, ist das
Dichtungsband 16 in dem Längsschlitz 12 fest eingerastet,
so daß zur Herausführung des Dichtungsbandes 16 aus dem
Längsschlitz 12 eine größere Kraft erforderlich ist.
Der separate Anlaufabschnitt 30 liegt an einem etwas zu
rückversetzten Bereich der Flanke 13 an und steht in den
Längsschlitz 12 vor. Er ist dabei so bemessen, daß er an
dem Abschnitt 26 des Dichtungsbandes 16 anliegt.
Bei dieser Ausführungsform wird mit dem Profilelement 24
ein besonders guter Anlaufschutz sichergestellt. Der Steg
19 legt sich, wenn er mit einer seitlichen Kraft beauf
schlägt wird, an dem Anlaufabschnitt 30 oder genauer an
seiner Anlauffläche 42 an, die im wesentlichen parallel zu
der Flanke 13 angeordnet ist. Weil die Anlauffläche 42,
bezogen auf die Flanke 13, vorsteht, und das Profilelement
24 insgesamt, insbesondere aber bei dem Anlaufabschnitt 30
aus relativ steifem Material besteht, kann der an der An
lauffläche 42 anliegende Steg 19 die Flanke 13 nicht be
rühren. Diese ist somit wirksam gegen Beschädigungen ge
schützt.
Das Dichtungsband 16 ist an seiner dem Kolben 4 zugewand
ten Innenseite gerade, d. h. plan ausgebildet. Deshalb wird
es von dem unter dem Dichtungsband 16 durchlaufenden Kol
ben geringfügig verformt, d. h. nach außen gedrückt. Die
Innenseite des Dichtungsbandes 16 nimmt dabei die Krümmung
des Kolbens 4 an. Um eine entsprechende Bewegungsfreiheit
sicherzustellen, ist die Längsausnehmung 28 relativ groß
bemessen.
Das in Fig. 4 rechts dargestellte Ausführungsbeispiel des
Linearantriebs 1 entspricht weitgehend dem in Fig. 3 links
dargestellten. Der Unterschied liegt darin, daß das Pro
filelement 24 einen im wesentlichen runden Querschnitt und
die Nut 22 einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Dar
über hinaus ist die Ausnehmung 28 wesentlich größer, so
daß das Dichtungsband 16 im Ruhezustand lediglich mit ei
ner Kante 43 an dem Profilelement 24 anliegt. Das
Dichtungsband 16 ist auch hier, wie bei dem vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispiel, an seiner Innenseite
eben, so daß es von dem durchlaufenden Kolben 4 etwas nach
außen gedrückt wird. Die Längsausnehmung 28 gewährt dabei
eine entsprechende Bewegungsfreiheit des Dichtungsbandes
16.
Ein, wenn auch eher gering ausgeprägter Seitenanlauf
schutz, ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel sicherge
stellt, wenn an dem Steg 19 eine mit dem Profilelement 24
zusammenwirkende, d. h. an diesem anliegende Rippe vorgese
hen ist.
Bei dem in Fig. 5 links dargestellten Linearantrieb 1 ist
ein Profilelement 24 verwendet, das sowohl eine gute Rast
wirkung wie auch einen guten Anlaufschutz sicherstellt.
Der in der Nut 22 liegende Abschnitt 26 ist in Richtung
der Flächennormalen der Flanke 13 verschiebbar gelagert.
Der Rastabschnitt 25 ist kreisabschnittförmig und liegt in
der entsprechend geformten Längsausnehmung 28. Von dem
Rastabschnitt 25 aus erstreckt sich der federnd ausgebil
dete Anlaufabschnitt 30 von der Nut 22 über den an die Nut
22 angrenzenden Abschnitt der Flanke 13 und deckt diesen
ab. Der in Ruhestellung schräg von dem Abschnitt 26 weg
stehende Anlaufabschnitt 30 stützt sich an der Flanke 13
ab und drückt den Rastabschnitt 25 in Richtung auf das
Dichtungsband 16 zu, so daß der Rastabschnitt 25 fest in
der Längsausnehmung 28 liegt.
Das Ein- und Ausrasten des Dichtungsbandes 16 erfolgt in
ähnlicher Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Aus
führungsbeispielen. Außerdem ist durch den Anlaufabschnitt
30 ein Schutz der Flanke 13 gegen Beschädigung durch den
Steg 19 sichergestellt, wenn dieser auf die Flanke 13 zu
gedrückt wird. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das
Profilelement aus einem zähen und verschleißfesten Kunst
stoff hergestellt ist.
Bei dem in Fig. 5 rechts dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Nut 22 mit Hinterschneidungen versehen. Im einzel
nen weist die Nut 22 zwei in relativ großem Abstand par
allel zueinander verlaufende Seitenwände auf, in die noch
mals einander gegenüberliegende Nuten 22a, 22b mit jeweils
rechteckigem Querschnitt eingebracht sind. Die Nuten 22a,
22b bilden mit ihren Seitenflächen einen dachartigen Boden
44 der Nut 22. Der Boden 44 weist dabei zwei Abschnitte
auf, die in einem sich von der Nut 22 weg öffnenden stump
fen Winkel zueinander stehen. An diesen Abschnitten des
Bodens 44 stützt sich das Profilelement 24 ab, das im Ru
hezustand ein U-förmiger Streifen ist. Dieser liegt mit
seinen Schenkeln in den Nuten 22a, 22b, wodurch er aufge
spreizt ist. Das Profilelement 24 besteht aus einem flexi
blen Material, wie beispielsweise Kunststoff oder auch
einem federnden Blechstreifen. Durch seine Federwirkung
wird das Profilelement 24 etwas aus der Mündung 31 der Nut
22 herausgedrückt, so daß es mit seinem Rastabschnitt 25
aus dieser hervorsteht.
Auch bei dieser Ausführungsform wird ein Rasteffekt zwi
schen dem Dichtungsband 16 und dem Führungsrohr 2 sowie
ein Anlaufschutz wie bei den vorstehend beschriebenen Aus
führungsbeispielen erreicht.
In der Fig. 6 sind weitere Ausführungsbeispiele darge
stellt, wobei bei der links dargestellten Ausführungsform
zusätzlich zu der Nut 22 eine zweite randoffene Nut 45
vorgesehen ist, die an der der Nut 22 gegenüberliegenden
Seite der Flanke 13 angeordnet ist. Das Profilelement 24
weist zwei in den Nuten 22, 45 liegende Abschnitte 26, 46
auf, die durch den Anlaufabschnitt 30 miteinander
elastisch verbunden sind. Der Anlaufabschnitt 30 verdeckt
dabei die gesamte Flanke 13. Im Ruhezustand schließen der
Abschnitt 26 mit dem Anlaufabschnitt 30 einen stumpfen und
der in der randoffenen Nut 45 liegende Abschnitt 46 mit
dem Anlaufabschnitt 30 miteinander einen spitzen Winkel
ein. Dadurch steht der Anlaufabschnitt 30 bei der randof
fenen Nut 45 in Richtung auf das Dichtungsband 16
elastisch vor, wobei er zugleich den Rastabschnitt 25 bil
det.
Die Seite 27 des Dichtungsbandes 16 ist gegen die Flanke
13 geneigt und geht oberhalb des Anlaufabschnittes 30 mit
einer Stufe 47 zu einer größeren Breite über. Die geneigte
Seite 27 und die Stufe 47 begrenzen gemeinsam die Längs
ausnehmung 28, in der der Anlaufabschnitt 30 liegt.
Wegen der kompletten Abdeckung der Flanke 13 durch den
Anlaufabschnitt 30 wird bei dieser Ausführungsform ein
besonders guter Anlaufschutz erreicht.
Zusätzlich kann, beispielsweise um die Abdichtung des
Dichtungsbandes zu verbessern, auf der Anlauffläche 42 des
Anlaufabschnittes eine längs verlaufende, im Querschnitt
halbrunde Rippe 48 vorgesehen sein, die in einer entspre
chenden, in der Seite 27 des Dichtungsbandes 16 vorgesehe
nen Längsrille 49 liegt.
Die in Fig. 6 rechts dargestellte Ausführungsform stimmt
weitgehend mit der links dargestellten überein, wobei die
Seite 27 des Dichtungsbandes 16 jedoch parallel zu der
Flanke 13 des Längsschlitzes 12 verlauft. Nach außen hin
schließt das Dichtungsband 16 glatt mit dem Führungsrohr 2
und dem in der randoffenen Nut 45 liegenden Abschnitt 46
des Profilelements 24 ab. Die Rastwirkung wird hier im
wesentlichen durch das Zusammenwirken der Rippe 48 mit der
Längsrille 49 hervorgerufen.
Der in Fig. 7 links dargestellte Linearantrieb 1 ist mit
dem in Fig. 5 links dargestellten weitgehend baugleich,
wobei der Anlaufabschnitt 30 flach an der Flanke 13 an
liegt. Das ansonsten im Querschnitt ein Winkelprofil defi
nierende Profilelement 24 ist in der rechteckigen Nut 22
formschlüssig gehalten und bezüglich des Führungsrohres 2
im wesentlichen ortsfest. Die Rastwirkung wird durch die
hier sehr kurz ausgebildete Rastlippe 42 hervorgerufen,
die mit einer Rastnase 50 in der in dem Dichtungsband 16
vorgesehenen Längsrille 49 liegt.
Wegen der nahezu vollständigen Abdeckung der Flanke 13
durch das Profilelement 24 wird ein guter Anlaufschutz
erreicht, wobei die erzielbare Rastwirkung durch eine ent
sprechende Auslegung der Lippe 41 variierbar ist.
Bei dem in Fig. 7 rechts dargestellten Linearantrieb 1 ist
an dem in der rechteckigen Nut 22 liegenden Profilelement
24 eine Biegefeder 51 ausgebildet, deren erster Schenkel
52 an der etwas zurückversetzten Flanke 13 satt anliegt
und deren anderer Schenkel durch die Lippe 41 gebildet
ist, die mit dem Schenkel 52 an der Außenseite des Linear
antriebes 1 durchgehend verbunden ist.
Weitere, sowohl einen Anlaufschutz als auch eine Rastfunk
tion sicherstellende Ausführungsformen des Linearantriebs
1 sind in Fig. 8 dargestellt. Das Profilelement 24 liegt
in der hier im Querschnitt dreieckig ausgebildeten Nut 22
in der der ebenfalls dreieckige Abschnitt 26 sitzt. Dieser
kann sowohl, wie dargestellt, voll ausgebildet, als auch
mit einer Längsnut versehen sein, die die Elastizität des
Abschnittes 26 erhöht. Der Anlaufabschnitt 30 und die Lip
pe 41 sind hier an einander gegenüberliegenden Seiten des
Abschnittes 26 angeordnet.
Jedoch kann die Lippe 41 auch, wie es in Fig. 8 rechts
dargestellt ist, direkt mit dem Anlaufabschnitt 30
elastisch verbunden sein.
Eine weitere Ausführungsform ist in der linken Hälfte der
Fig. 9 dargestellt. Hier ist die randoffene Nut 45 an ih
rer an die Flanke 13 grenzenden Seite mit einem längs ver
laufenden Vorsprung 53 versehen, so daß sich, von dem
Längsschlitz 12 her gesehen, in der Nut 45 eine Hinter
schneidung ergibt. Das Profilelement 24 liegt in beiden
Nuten 22, 45 an und fluchtet sowohl mit der Außenseite des
Führungsrohres 2 als auch mit der äußeren Seite des Dich
tungsbandes 16. Von dem durch die Nuten 22, 45 ortsfest
gehaltenen Abschnitt des Profilelements erstreckt sich die
Lippe oder Zunge 41 in Richtung auf den Kolben 4 zu in
etwa radialer Richtung. Die Lippe 41 liegt dabei nicht an
der Flanke 13 an, sondern steht von dieser in dem Längs
schlitz 12.
Die Lippe 41 ist endseitig mit der sich über deren gesamte
Länge erstreckenden Rastnase 50 versehen, die in der hier
rillenförmigen Längsausnehmung 28 liegt, wodurch das
Dichtungsband 16 mit dem Führungsrohr 2 verrastet ist. Der
Anlaufschutz wird hier durch den sich zwischen den Nuten
22, 45 erstreckenden Anlaufabschnitt 30 sichergestellt.
Der in Fig. 9 rechts dargestellte Linearantrieb 1 stimmt
mit dem links dargestellten weitgehend überein, wobei auf
die Hinterschneidung in der randoffenen Nut 45 verzichtet
worden ist. Außerdem ist die flexible Lippe 41 gewölbt
ausgebildet, so daß sie sich mit ihrem freien Ende an der
Flanke 13 abstützt. Sie ist in den Längsschlitz 12 vorge
wölbt, wobei dieser vorstehende Abschnitt den hier etwa
kreisabschnittförmigen Rastabschnitt 25 bildet.
Bei den in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispielen des
Linearantriebs 1 ist durch eine Hinterschneidung in der
randoffenen Nut 45 eine besonders sichere Befestigung des
Profilelements 24 sichergestellt. Bei beiden Ausführungs
beispielen ist die Nut 22 ebenfalls als randoffene Nut
ausgebildet. Von dem in der Nut 45 liegenden Abschnitt des
Profilelements 24 erstreckt sich der federnd ausgebildete
Anlaufabschnitt 30 in Richtung auf die randoffene Nut 22,
in die er mit einem kurzen Abschnitt eingreift. Der An
laufabschnitt 30 ist federnd von der Flanke 13 weg vorge
spannt, so daß sich für den trapezförmig ausgebildeten, in
dem Längsschlitz liegenden Abschnitt des Dichtungsbandes 16
eine Rastwirkung ergibt. Außerdem wird ein guter An
laufschutz erreicht.
Bei dem in Fig. 10 rechts dargestellten Linearantrieb 1
weist das Profilelement 24 an dem in der Nut 45 liegenden
Abschnitt 46 eine nach außen hin geöffnete Dichtnut 60
auf. Die Dichtnut 60 bildet mit einem an einem Abdeckband
61 oder einem Schlitten vorgesehenen Vorsprung eine Laby
rinthdichtung. Damit wird eine zusätzliche verbesserte
Abdichtung des Linearantriebs 1 erreicht.
Das Profilelement 24 kann in jeder seiner Ausführungsfor
men als Anlausschutzelement sowohl an druckmittelbetätig
ten Linearantrieben 1 als auch an solchen Linearantrieben
verwendet werden, die über Zugmittel, Schraubspindelge
triebe oder Zahnstangen angetrieben sind.
Claims (21)
1. Linearantrieb
mit einem Führungsrohr, das einen durch seine Wandung führenden Längsschlitz aufweist und in dem ein Kolben in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist,
mit wenigstens einer das Führungsrohr endseitig ver schließenden Verschlußeinrichtungen,
mit einem einen Abtrieb bildenden Steg, der mit dem Kolben verbunden ist und der den Längsschlitz durch greift,
mit einem den Längsschlitz wenigstens in unter Druck stehenden Bereichen abdichtenden Dichtungsband, das endseitig bezüglich des Führungsrohres ortsfest ge halten ist und das wenigstens einen in dem Längsschlitz sitzenden Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein gesondertes, in dem Längsschlitz (12) angeordnetes Profilelement (24) vorgesehen ist,
das sich im wesentlichen entlang der Längserstreckung wenigstens einer Flanke (13) des Längsschlitzes (12) erstreckt und
das mit dem Dichtungsband (16) derart formschlüssig verbunden ist, daß
zwischen dem Dichtungsband (16) und dem Führungsrohr (2) eine Rastverbindung ausgebildet ist.
mit einem Führungsrohr, das einen durch seine Wandung führenden Längsschlitz aufweist und in dem ein Kolben in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist,
mit wenigstens einer das Führungsrohr endseitig ver schließenden Verschlußeinrichtungen,
mit einem einen Abtrieb bildenden Steg, der mit dem Kolben verbunden ist und der den Längsschlitz durch greift,
mit einem den Längsschlitz wenigstens in unter Druck stehenden Bereichen abdichtenden Dichtungsband, das endseitig bezüglich des Führungsrohres ortsfest ge halten ist und das wenigstens einen in dem Längsschlitz sitzenden Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein gesondertes, in dem Längsschlitz (12) angeordnetes Profilelement (24) vorgesehen ist,
das sich im wesentlichen entlang der Längserstreckung wenigstens einer Flanke (13) des Längsschlitzes (12) erstreckt und
das mit dem Dichtungsband (16) derart formschlüssig verbunden ist, daß
zwischen dem Dichtungsband (16) und dem Führungsrohr (2) eine Rastverbindung ausgebildet ist.
2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) in dem Längsschlitz
(12) formschlüssig gehalten ist.
3. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Längsschlitz (12) zur Befestigung des
Profilelements (24) an seiner Flanke (13) mit wenig
stens einer Nut (22) versehen ist, in der das Profil
element (24) mit einem Abschnitt (26) sitzt.
4. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß in wenigstens einer der Flanke (13) des
Längsschlitzes (12) zugewandten Seite (27) des Dich
tungsbandes (16) eine Längsausnehmung (28) vorgesehen
ist, die sich über die gesamte Länge des
Dichtungsbandes (16) erstreckt.
5. Linearantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) einen sich in die
Längsausnehmung (28) erstreckenden Rastabschnitt (25)
aufweist.
6. Linearantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß der Rastabschnitt (25) in Richtung auf die
Flanke (13) zu federnd gehalten ist.
7. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) einen ovalen
Querschnitt aufweist.
8. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Nut (22) einen rechteckigen Querschnitt
aufweist.
9. Linearantrieb nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Profilelement (24) mit seinen
Flachseiten an zueinander parallelen Seitenwänden
(23) der Nut (22) anliegt und mit seinem runden Rast
abschnitt (25) in den Längsschlitz (12) ragt.
10. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) aus Moosgummi ist.
11. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) ein dünnwandiger fle
xibler Kunststoffschlauch ist.
12. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) an der Flanke (13)
stoffschlüssig gehalten ist.
13. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) in der Nut (22) be
züglich einer Richtung von dem Dichtungsrand (16) weg
federnd gelagert ist.
14. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß an dem in der Nut (22) sitzenden Abschnitt
(26) des Profilelements (24) Federmittel (36, 37)
vorgesehen sind.
15. Linearantrieb nach Anspruch 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Federmittel (36, 37) sich an
der Nut (22) abstützende, an dem Profilelement (24)
vorgesehene Schenkel (36, 37) sind.
16. Linearantrieb nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich die Schenkel (36, 37) über die
gesamte Länge des Profilelements (24) erstrecken.
17. Linearantrieb nach Anspruch 15, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schenkel (36, 37) an in der Nut
(22) vorgesehenen Anlägeflächen (32, 33) anliegen,
die einen sich auf die Flanke (13) zu öffnenden Win
kel einschließen, wobei die Schenkel (32, 33) in
Spreizrichtung federnd vorgespannt sind.
18. Linearantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) einen als federnde
Zunge oder Lippe (41) ausgebildeten Rastabschnitt
(25) aufweist, der zwischen der Flanke (13) und dem
Dichtungsband (16) angeordnet ist und der mit dem in
der Nut (22) sitzenden Abschnitt (26) verbunden ist.
19. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß für das Profilelement (24) zwei Nuten (22,
45) vorgesehen sind, in denen das Profilelement (24)
mit entsprechenden Abschnitten (26, 46) sitzt.
20. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) die Flanke (13) ganz
abdeckt.
21. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Profilelement (24) wenigstens einen
ortsfest an der Flanke (13) anliegenden Abschnitt
(30) aufweist, der bezüglich der Flanke (13) erhaben
ist.
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