DE69033588T2

DE69033588T2 - Verstellvorrichtung

Info

Publication number: DE69033588T2
Application number: DE69033588T
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Enders; Dipl.-Ing. Poertzgen
Original assignee: Stabilus GmbH
Current assignee: Stabilus GmbH
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2010-10-20
Also published as: EP0423828A1; ES2074107T3; DE3934960A1; JP2823678B2; EP0614632A3; DE69033588D1; EP0614632B1; EP0614632A2; DE69018921T2; US5097928A; DE69018921D1; EP0423828B1; JPH03140104A; AU646816B2; AU6464790A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ergänzen einer Positioniervorrichtung für eine hydraulische oder elektrische Betätigung in Antwort auf jeweilige Anforderungen verschiedener Anwendungsfälle, wobei die Positioniervorrichtung als Grundkomponenten umfaßt: eine eine Achse aufweisende Gehäuseeinheit, eine sich im Innern und außerhalb der Gehäuseeinheit axial erstreckende Kolbenstange, eine mit der Kolbenstange innerhalb der Gehäuseeinheit verbundene Kolbeneinheit, wobei die Kolbenstange und die Kolbeneinheit eine Kolben-Kolbenstangeneinheit bilden, wobei die Kolbeneinheit innerhalb der Gehäuseeinheit zwei Arbeitskammern voneinander trennt, wobei die Arbeitskammern ein Fluid enthalten, wobei die Arbeitskammern durch einen Fluiddurchgang miteinander verbunden sind, wobei der Fluiddurchgang durch dem Fluiddurchgang zugeordnete Ventilmittel selektiv zu schließen und zu öffnen ist, wobei die Ventilmittel durch Betätigungsstangenmittel betätigbar sind, die durch eine axiale Betätigungsstangenführungsbohrung geführt sind, die einem jeweiligen von der Gehäuseeinheit und der Kolben-Kolbenstangeneinheit zugeordnet ist.
Positioniervorrichtungen wie etwa feststellbare Gasfedern und hydropneumatische Federn werden weit und breit verwendet, beispielsweise für eine Höheneinstellung von Tischen und Stühlen. Zum Feststellen und Lösen derartiger Positioniervorrichtungen ist zwischen zwei fluidgefüllten Arbeitskammern der Positioniervorrichtung ein Ventil vorgesehen. Das Ventil wird häufig durch eine Stange oder einen Stift betätigt, die bzw. der sich über eine Kolbenstange oder ein Gehäuse der Positioniervorrichtung hinaus erstreckt. Die Anforderungen in Bezug auf die Betätigung dieser Betätigungsstange sind verschieden in Abhängigkeit von den diversen Konstruktionen, von denen die Positioniervorrichtung einen Teil bildet. Manchmal ist eine Fernbetätigung gewünscht, manchmal ist eine direkte Betätigung der Kolbenstange möglich, manchmal sind lange Betätigungswege akzeptabel und es ist eine niedrige Betätigungskraft gefordert. In anderen Situationen steht eine hohe Betätigungskraft zur Verfügung und es ist ein kurzer Betätigungsweg erforderlich.
Aus dem deutschen Patent 1 554 478 ist eine Gasfeder mit einem Zylinder und einer sich im Innern und außerhalb des Zylinders erstreckenden Kolbenstange bekannt. Ein Kolben ist mit der Kolbenstange innerhalb des Zylinders verbunden. Der Kolben trennt den Hohlraum innerhalb des Zylinders in zwei Arbeitskammern, die beide mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt sind. Zum selektiven Verbinden und Trennen der beiden Arbeitskammern voneinander ist ein Flußdurchgang vorgesehen. Dieser Flußdurchgang erstreckt sich durch den Kolben. Innerhalb einer Axialbohrung der Kolbenstange ist ein Ventilelement vorgesehen. Zum selektiven Öffnen und Schließen des Flußdurchganges ist ein Betätigungskolben benachbart dem äußeren Ende der Kolbenstange innerhalb deren Bohrung vorgesehen. Zwischen dem Ventilelement und dem Betätigungskolben ist eine Flüssigkeitsfüllung vorgesehen. Eine auf das äußere Ende des Eingangskolben ausgeübte Betätigungskraft wird durch die Flüssigkeitsfüllung zu dem Ventilelement übertragen.
Nach einer in dem deutschen Patent 1 554 478 offenbarten anderen Ausführungsform ist die Bohrung der Kolbenstange benachbart deren äußeren Endes geschlossen. Die Bohrung der Kolbenstange ist durch einen flexiblen Schlauch mit einem Druckgenerator verbunden, in dem Druck erzeugt werden kann durch Drücken eines Eingangskolbens in eine mit der flexiblen Leitung verbundene Druckkammer.
Aus der GB-A-1 164 155 ist eine Positioniervorrichtung, umfassend einen Zylinder, eine Kolbenstange und eine Kolbeneinheit, bekannt, in der ein Fluiddurchgang durch die Kolbeneinheit gesteuert wird durch Betätigungsstangenmittel, die innerhalb einer Bohrung der Kolbenstange geführt sind und auf ein Ventilelement wirken. An dem äußeren Ende der Kolbenstange ist eine Betätigungseinheit befestigt, um auf die Betätigungsstangenmittel zu wirken. Die Betätigungseinheit umfaßt ein Hülsenelement, das an dem äußeren Ende der Kolbenstange befestigt ist. Dieses Hülsenelement ist an seinem von der Kolbenstange fern liegenden Endabschnitt mit einer Befestigungsöse versehen, um die Kolbenstange an einer Struktur zu befestigen. An dem Hülsenelement ist ein Betätigungshebel schwenkbar angebracht. Ein erster Hebelarm ist einer äußeren Betätigungskraft unterworfen und ein zweiter Hebelarm steht mit einem äußeren Endabschnitt der Betätigungsstangenmittel im Eingriff.
Eine weitere Ausführungsform der GB-A-1 164 155 zeigt eine elektromagnetische Betätigung des Ventilelements. In diesem Fall ist eine elektromagnetische Spule im Innern der Kolbeneinheit angeordnet und wirkt auf einen Anker, der mit dem Ventilelement strukturell kombiniert ist.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der GB-A-1 164 155 ist eine hydraulische Betätigung des Ventilelements dadurch erhalten, daß ein Servokolben innerhalb der Kolbeneinheit aufgenommen ist. Dieser Servokolben ist mit dem Ventilelement strukturell kombiniert. Der Servokolben ist innerhalb einer zylindrischen Bohrung der Zylindereinheit verschiebbar angebracht. Zum Betätigen des Servokolbens wird durch eine axiale Bohrung der Kolbenstange ein hydraulisches Fluid in die zylindrische Bohrung eingelassen.
Aus der FR-A-2 620 916 ist eine hydraulisch betätigte Positioniervorrichtung bekannt, bei der ein äußeres Gehäuse der Positioniervorrichtung benachbart zu einem von der Kolbenstange entfernt liegenden Endabschnitt eine Servokolbenanordnung aufnimmt, die innerhalb des Gehäuses nichtfreigebbar aufgenommen ist und über einen flexiblen Schlauch mit einem Masterkolben verbunden ist, um ein Betätigungsfluid vom Masterkolben zur Positioniereinheit zu übertragen.
Es ist eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positioniervorrichtung bereitzustellen, die verschiedenen Arten der Betätigung leicht zugänglich ist. Spezieller, es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positioniervorrichtung bereitzustellen, bei der eine Betätigungskraft zum Feststellen und Lösen wahlweise entweder direkt an dem Ort der Positioniervorrichtung oder durch Fernsteuerung ausgeübt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positioniervorrichtung bereitzustellen, die in Übereinstimmung mit den jeweiligen Anforderungen von verschiedenen Anwendungsfällen leicht modifiziert werden kann.
Unter Berücksichtigung der obigen Aufgabe ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß vorrichtungsseitige Gewindemittel dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit und der Kolben- Kolbenstangeneinheit in einer koaxialen Beziehung bezüglich der axialen Betätigungsstangenführungsbohrung zugeordnet sind, und daß eine hydraulische oder elektrische Umwandlungseinheit, die mit einem Adaptergehäuse und mit entsprechenden Gegengewindemitteln ausgestattet ist, an dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit und der Kolben-Kolbenstangeneinheit außerhalb der Positioniervorrichtung befestigt wird, wobei die Umwandlungseinheit Eingangsmittel zum Anlegen eines Eingangs- Drucksignals oder eines Eingangs-Stromsignals an einem hydraulischen Flüssigkeitsvolumen bzw. einer elektrischen Spule aufweist, wobei die Umwandlungseinheit ferner ein axial bewegbares Ausgangselement umfaßt, das einem hydraulischen Druck bzw. einer elektromagnetischen Kraft unterworfen ist und dafür bestimmt ist, nach den Betätigungsstangenmitteln ausgerichtet zu werden/sein und bezüglich diesen in eine Eingriffsposition gebracht zu werden, wenn die Umwandlungseinheit bezüglich dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit und der Kolben-Kolbenstangeneinheit befestigt wird durch Schrauben der Gegengewindemittel auf die vorrichtungsseitigen Gewindemittel.
Somit kann die Positioniervorrichtung ohne eine Betätigungssignalumwandlungseinheit verwendet werden, in welchem Fall eine Betätigungskraft direkt in die Betätigungsstangenmittel eingeleitet wird. Alternativ kann eine ausgewählte Betätigungssignalumwandlungseinheit an der Gehäuseeinheit oder der Kolben-Kolbenstangeneinheit befestigt werden. Gemäß der Auswahl der Betätigungssignalumwandlungseinheit kann man eine direkte Steuerung oder eine Fernsteuerung, eine Betätigung mit einer kleinen Betätigungskraft und einem langen Betätigungsweg oder eine Betätigung mit einer hohen Betätigungskraft und einem kurzen Betätigungsweg ermöglichen.
Beispielsweise kann das Adaptergehäuse Innengewindemittel aufweisen, die mit Außengewindemitteln des jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit und der Kolben-Kolbenstangeneinheit eingreifen.
Die Betätigungssignalumwandlungseinheit kann in der Art einer Hydraulikpresse konstruiert sein, umfassend eine flüssigkeitsgefüllte Umwandlungskammer mit einem Eingangskolben und einem Ausgangskolben. Sowohl der Eingangskolben als auch der Ausgangskolben erstrecken sich mit jeweiligen ersten Enden in die flüssigkeitsgefüllte Umwandlungskammer. Der Ausgangskolben weist ein zweites Ende auf, das auf die Betätigungsstangenmittel wirkt.
Falls eine hohe Betätigungskraft akzeptabel ist und ein kurzer Betätigungsweg gewünscht ist, kann der Ausgangskolben eine kleinere effektive Querschnittsfläche als der Eingangskolben aufweisen.
Falls andererseits eine niedrige Betätigungskraft benötigt ist und ein langer Betätigungsweg akzeptabel ist, kann der Ausgangskolben eine größere effektive Querschnittsfläche als der Eingangskolben aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Betätigungssignalumwandlungseinheit einen Solenoid mit einer elektromagnetischen Spule und einem Anker, der auf die Betätigungsstangenmittel wirkt. Die elektromagnetische Spule weist elektrische Verbindungsmittel auf, um mit einer elektrischen Energiequelle verbunden zu werden.
Die Positioniervorrichtung kann leicht in einer jeweiligen Konstruktion eingebaut werden, falls die Betätigungssignalumwandlungseinheit mit mechanischen Verbindungsmitteln versehen ist zum Verbinden derselben mit einem jeweiligen Strukturelement.
Es ist ein beträchtlicher Vorteil, wenn die Betätigungsstangenmittel sich außerhalb dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit und der Kolben- Kolbenstangeneinheit erstrecken, für den Fall, daß eine direkte Betätigung der Betätigungsstangenmittel gewünscht ist. In einem derartigen Fall ist es nichtsdestotrotz möglich, die Betätigungssignalumwandlungseinheit leicht mit der Gehäuseeinheit oder der Kolben-Kolbenstangeneinheit zu verbinden, wenn die Betätigungssignalumwandlungseinheit einen Hohlraum aufweist, der einen äußeren Endabschnitt eines Betätigungsstiftes oder ein äußeres Ende der Betätigungsstangenmittel aufnimmt.
Eine höchst einfache und kompakte Ausführungsform einer Positioniervorrichtung gemäß dieser Erfindung wird erhalten, wenn ein jeweiliges von der Gehäuseeinheit und der Kolben-Kolbenstangeneinheit einen Endabschnitt aufweist, der im wesentlichen koaxial zur Achse der Gehäuseeinheit ist. Die Betätigungsstangenmittel können sich durch eine Bohrung in diesem Endabschnitt erstrecken sowie über ein äußeres Ende dieses Endabschnitts hinaus. Der Endabschnitt kann mit Außengewindemitteln versehen sein. Die Signalumwandlungseinheit kann ein im wesentlichen rohrförmiges Adaptergehäuse aufweisen. Das im wesentlichen rohrförmige Adaptergehäuse ist/wird im wesentlichen koaxial an dem Endabschnitt befestigt durch Innengewindemittel, die mit den Außengewindemitteln des Endabschnitts eingreifen. Im Adaptergehäuse nimmt ein im wesentlicher zentraler Hohlraum einen Endabschnitt der Betätigungsstangenmittel auf. In dem Adaptergehäuse ist ferner eine flüssigkeitsgefüllte Umwandlungskammer axial benachbart dem Hohlraum vorgesehen. Die Umwandlungskammer ist benachbart einem Ende des Adaptergehäuses, das von dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit und der Kolben-Kolbenstangeneinheit fern liegt, durch ein Deckelelement geschlossen. Zwischen dem Hohlraum und der Umwandlungskammer erstreckt sich eine axiale Bohrung. Durch die axiale Bohrung zwischen dem Hohlraum und der Umwandlungskammer ist ein Ausgangskolben dichtend geführt. Der Ausgangskolben ist im wesentlichen nach den Betätigungsstangenmitteln ausgerichtet und weist ein Ende innerhalb des Hohlraums und ein anderes Ende inner halb der Umwandlungskammer auf. Eine weitere Bohrung erstreckt sich durch das Deckelelement zwischen der Umwandlungskammer und Atmosphäre. Innerhalb der weiteren Bohrung ist ein Eingangskolben dichtend geführt und weist ein Ende innerhalb der Umwandlungskammer und ein anderes Ende außerhalb des Deckelelements auf. Das Deckelelement kann mit Befestigungsmitteln versehen sein, um an einem jeweiligen Strukturelement befestigt zu werden.
In dem Fall einer elektromagnetischen Betätigung kann eine höchst einfache und kompakte Konstruktion wie folgt erhalten werden:
Ein jeweiliges von der Gehäuseeinheit und der Kolben-Kolbenstangeneinheit weist einen Endabschnitt im wesentlichen koaxial zu der Achse der Gehäuseeinheit auf. Die Betätigungsstangenmittel erstrecken sich durch eine Bohrung dieses Endabschnitts und über ein äußeres Ende desselben hinaus. Dieser Endabschnitt ist mit Außengewindemitteln versehen. Die Signalumwandlungseinheit weist ein im wesentlichen rohrförmiges Adaptergehäuse auf. Dieses Adaptergehäuse ist/wird im wesentlichen koaxial an dem Endabschnitt befestigt durch Innengewindemittel, die mit Außengewindemitteln des Endabschnitts im Eingriff stehen. Das Adaptergehäuse weist einen im wesentlichen zentralen Hohlraum auf, der einen Endabschnitt der Betätigungsstangenmittel aufnimmt. Das Adaptergehäuse nimmt ferner innerhalb einer Solenoidkammer axial benachbart dem Hohlraum einen Solenoid auf. Die Solenoidkammer ist mit einem Deckelelement versehen. Dieses Deckelelement kann mit elektrischen Verbindern versehen sein zum Verbinden des Solenoids mit einer elektrischen Energiequelle. Das Deckelelement kann mit Befestigungsmitteln versehen sein, um an einem jeweiligen Strukturelement der Konstruktion befestigt zu werden, von der die Positioniervorrichtung einen Teil bildet.
Die Erfindung wird hiernach unter Bezugnahme auf die in den begleitenden Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen detaillierter beschrieben, in welchen Zeichnungen
Fig. 1 eine Betätigungssignalumwandlungseinheit des Hydraulikpressentyps zeigt;
Fig. 2 eine Betätigungssignalumwandlungseinheit des Solenoidtyps zeigt;
Fig. 3 eine hydropneumatische Positioniervorrichtung mit einer Betätigungssignalumwandlungseinheit nach Fig. 1 zeigt, die an dem äußeren Ende einer Kolbenstange befestigt ist, und
Fig. 4 eine Gasfeder mit einer an dem Gehäuse befestigten Betätigungssignalumwandlungseinheit nach Fig. 1 zeigt.
In Fig. 3 umfaßt die Positioniervorrichtung einen einen Hohlraum 12 darin bildenden Zylinder 10. Der Zylinder 10 weist eine untere Endwand 14 mit einem Verbindungsbolzen 16 zur Verbindung mit einem ersten Strukturelement eines nicht gezeigten Aufbaus auf. Eine Kolbenstange 18 erstreckt sich dichtend durch eine obere Endwand 20 des Zylinderelements 10. Eine Kolbeneinheit 22 ist mit der Kolbenstange 18 innerhalb des Hohlraums 12 verbunden. Ein Flußdurchgang 24a, 24b, 24c, 24d, 24e erstreckt sich durch die Kolbeneinheit 22 und verbindet zwei Arbeitskammern 12a und 12b, die voneinander durch die Kolbeneinheit 22 getrennt sind.
Die Arbeitskammern 12a und 12b sind mit einer Flüssigkeit gefüllt. Eine Ausgleichskammer 26 ist benachbart der Arbeitskammer 12b vorgesehen und von dieser durch einen schwimmenden Kolben 28 getrennt. Die Aus gleichskammer 26 ist mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt. Der Flußdurchgang 24a bis 24e ist durch ein Ventilelement 30 geschlossen. Dieses Ventilelement 30 ist durch eine Betätigungsstange 32 zu öffnen, die sich durch eine axiale Betätigungsstangenbohrung 34 der Kolbenstange 18 erstreckt. Der obere Endabschnitt 36 der Betätigungsstange 32 erstreckt sich über den oberen Endabschnitt 37a der Kolbenstange 18 hinaus. Ein rohrförmiges Adaptergehäuse 38 einer hydraulischen Umwandlungseinheit 11 ist auf den oberen Endabschnitt der Kolbenstange 18 durch Gewindemittel 40 geschraubt. Diese Gewindemittel 40 umfassen vorrichtungsseitige Außengewindemittel 40a und Gegen-Innengewindemittel 40b des rohrförmigen Adaptergehäuses 38. Der Endabschnitt 36 der Betätigungsstange 32 erstreckt sich in einen Hohlraum 42 des Adaptergehäuses 38 hinein. In dem Adaptergehäuse 38 ist eine flüssigkeitsgefüllte Kammer 44 vorgesehen. Eine Bohrung 46 erstreckt sich von dem Hohlraum 42 zu der flüssigkeitsgefüllten Kammer 44. Ein Ausgangskolben 48 ist innerhalb der Bohrung 46 durch einen Dichtungsring 50 dichtend geführt. Ein Kopfabschnitt 51 des Ausgangskolbens 48 liegt dem Endabschnitt 36 der Betätigungsstange 32 gegenüber. Ein Deckelelement 52 ist auf das obere Ende des rohrförmigen Adaptergehäuses 38 geschraubt. Dieses Deckelelement ist mit einer hohlen Axialverlängerung 54 versehen, in der eine Eingangskolbenstange 56a eines Eingangskolbens 56 geführt ist. Der Eingangskolben 56 ist durch einen Dichtungsring 58 dichtend geführt, der durch eine Abstandshülse 60 gehalten ist. Die rohrförmige Verlängerung 54 ist mit einem Außengewinde 62 versehen, das an einem weiteren Strukturelement des jeweiligen Aufbaus befestigt werden kann. Die Betätigungsstange 32 ist gegen die Bohrung 34 durch einen Dichtungsring 64 abgedichtet.
Das Ventilelement 30 ist durch den Flüssigkeitsdruck innerhalb der Arbeitskammer 12b in eine Schließstellung vorgespannt. Zum Öffnen des Ventil elements 30 wird eine Betätigungskraft P an der Eingangskolbenstange 56a angelegt. Der Ausgangskolben 48 wird als eine Folge hiervon durch die Flüssigkeit 44 nach unten gedrängt und wirkt auf den oberen Abschnitt 36 der Betätigungsstange 32. Das Übertragungsverhältnis der Betätigungssignalumwandlungseinheit 11 des Hydraulikpressentyps hängt von den effektiven Querschnittsflächen des Eingangskolbens 56 und des Ausgangskolbens 48 ab, die der Flüssigkeitsfüllung innerhalb der Flüssigkeitskammer 44 ausgesetzt sind. In der erläuterten Ausführungsform ist die effektive Querschnittsfläche des Eingangskolbens 56 größer als die effektive Querschnittsfläche des Ausgangskolbens 48. Es ist nur ein kurzer Betätigungsweg der Eingangskolbenstange 56a und dementsprechend ein hoher Wert der Betätigungskraft P notwendig zum Bewegen des Ventilelements 30 hin zu seiner Öffnungsstellung. Die Betätigungssignalumwandlungseinheit 11 des Hydraulikpressentyps ist in einem vergrößerten Maßstab in Fig. 1 gezeigt.
Die Betätigungssignalumwandlungseinheit 11 des Hydraulikpressentyps kann ersetzt werden durch eine Betätigungssignalumwandlungseinheit des Solenoidtyps, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 2 erkennt man den oberen Endabschnitt der Kolbenstange 18, die Gewindemittel 40a der Fig. 3 und den oberen Endabschnitt 36 der Betätigungsstange 32. Ein Adaptergehäuse 38' ist/wird durch Innengewindemittel 40'b, die mit den Außengewindemitteln 40a der Kolbenstange 18 zusammenwirken, an der Kolbenstange 18 befestigt. Der Endabschnitt 36 der Betätigungsstange ist wiederum durch einen Hohlraum 42' aufgenommen. Eine Solenoidkammer 44' des Adaptergehäuses 38' nimmt einen Solenoid 38' mit einer elektromagnetischen Spule 68'a und einem Anker 68'b auf. Die Solenoidkammer 44' ist durch ein Deckelelement 52' geschlossen, das durch Gewindemittel 52'a an dem Solenoidgehäuse 38' festgelegt ist. Für die Erregung der elektromagnetischen Spule 68'a erstrecken sich elektrische Leiter 70' durch das Deckelelement 52'. Das Deckelelement 52' ist mit einer Befestigungsverlängerung 54' versehen, die Außengewindemittel 62' zum Verbinden der Positioniervorrichtung mit einem Strukturelement des jeweiligen Aufbaus aufweist. Das Ventilelement 30 der Fig. 3 wird durch Erregen des Solenoids 68' geöffnet, der den Anker 68'b hin zum Endabschnitt 36 der Betätigungsstange 32 drängt.
In der Ausführungsform der Fig. 4 ist die Betätigungssignalumwandlungseinheit 11 des Hydraulikpressentyps mit einer Gasfeder kombiniert. Diese Gasfeder umfaßt einen Zylinder 210 mit einer Kolbenstange 218 und einer an der Kolbenstange 218 befestigten Kolbeneinheit 222. Der Kolben 222 teilt den Hohlraum 212 in zwei Arbeitskammern 212a und 212b. Die Arbeitskammern 212a und 212b sind mit unter Druck stehendem Gas gefüllt und sind durch einen Flußdurchgang 224a, 224b, 224c miteinander verbunden. Der Flußdurchgang 224a bis 224c ist durch ein Ventilelement 230 geschlossen. Das Ventilelement 230 ist mit einem Ventilschaft 230a versehen, der durch einen Dichtungsring 246 gegen eine Bohrung 234 eines das obere Ende des Zylinderelements 210 schließenden Stöpselelements 235 dichtend geführt ist. Der Ventilschaft 230a wird durch eine Betätigungsstange 232 betätigt, die einen im Hohlraum 42 aufgenommenen Endabschnitt 236 aufweist. Das Adaptergehäuse 38 ist durch die Gegen-Innengewindemittel 40b an Gewindemitteln 240a einer Stöpselelementverlängerung 237a eines Stöpselelements 237 festgelegt. Das Stöpselelement 237 ist an dem oberen Ende einer das Zylinderelement 210 umgebenden Außenhülse 239 befestigt. Die Betätigungsstange 232 erstreckt sich durch eine Bohrung 241 des Stöpselelements 237.
Das Ventilelement 230 ist durch den Druck des unter Druck stehenden Gases innerhalb der Arbeitskammer 212b hin zu seiner Schließstellung vorgespannt. Das Ventilelement 230 wird durch eine Abwärtsbewegung der Betätigungsstange 232 hin zu seiner Öffnungsstellung bewegt. Diese Abwärtsbewegung wird erhalten durch Ausüben einer Betätigungskraft P auf den Eingangskolben 56a, woraus eine Abwärtsbewegung des Ausgangskolbens 48 gegen den oberen Endabschnitt 236 der Betätigungsstange 232 resultiert.

Claims

1. Verfahren zum Ergänzen einer Positioniervorrichtung für eine hydraulische oder elektrische Betätigung in Antwort auf jeweilige Anforderungen verschiedener Anwendungsfälle, wobei die Positioniervorrichtung als Grundkomponenten umfaßt:

eine eine Achse aufweisende Gehäuseeinheit (10; 210),

eine sich im Innern und außerhalb der Gehäuseeinheit (10; 210) axial erstreckende Kolbenstange (18; 218),

eine mit der Kolbenstange (18; 218) innerhalb der Gehäuseeinheit (10; 210) verbundene Kolbeneinheit (22; 222),

wobei die Kolbenstange (18; 218) und die Kolbeneinheit (22; 222) eine Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22; 218, 222) bilden,

wobei die Kolbeneinheit (22; 222) innerhalb der Gehäuseeinheit (10; 210) zwei Arbeitskammern (12a, 12b; 212a, 212b) voneinander trennt,

wobei die Arbeitskammern (12a, 12b; 212a, 212b) ein Fluid enthalten,

wobei die Arbeitskammern (12a, 12b; 212a, 212b) durch einen Fluiddurchgang (24a bis 24e; 224a bis 224c) miteinander verbunden sind,

wobei der Fluiddurchgang (24a bis 24e; 224a bis 224c) durch dem Fluiddurchgang (24a bis 24e; 224a bis 224c) zugeordnete Ventilmittel (30; 230) selektiv zu schließen und zu öffnen ist,

wobei die Ventilmittel (30; 230) durch Betätigungsstangenmittel (32; 232) betätigbar sind, die durch eine axiale Betätigungsstangenführungsbohrung (34; 241)geführt sind, die einem jeweiligen von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß vorrichtungsseitige Gewindemittel (40a) dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) in einer koaxialen Beziehung bezüglich der axialen Betätigungsstangenführungsbohrung (241; 34) zugeordnet sind, und daß eine hydraulische (11) oder elektrische (11') Umwandlungseinheit (11; 11'), die mit einem Adaptergehäuse (38; 38') und mit entsprechenden Gegengewindemitteln (40b; 40'b) ausgestattet ist, an dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) außerhalb der Positioniervorrichtung befestigt wird, wobei die Umwandlungseinheit (11; 11') Eingangsmittel (56a; 70') zum Anlegen eines Eingangs-Drucksignals oder eines Eingangs-Stromsignals an einem hydraulischen Flüssigkeitsvolumen bzw. einer elektrischen Spule aufweist, wobei die Umwandlungseinheit (11; 11') ferner ein axial bewegbares Ausgangselement (48; 68'b) umfaßt, das einem hydraulischen Druck bzw. einer elektromagnetischen Kraft unterworfen ist und dafür bestimmt ist, nach den Betätigungsstangenmitteln (232; 32) ausgerichtet zu werden/sein und bezüglich diesen in eine Eingriffsposition gebracht zu werden, wenn die Umwandlungseinheit (11; 11') bezüglich dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) befestigt wird durch Schrauben der Gegengewindemittel (40b; 40'b) auf die vorrichtungsseitigen Gewindemittel (240a; 40a).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Adaptergehäuse (38; 38') Innengewindemittel (40b; 40'b) aufweist, die mit Außengewindemitteln (40a) des jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) eingreifen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betätigungssignalumwandlungseinheit (11) eine flüssigkeitsgefüllte Umwandlungskammer (44) umfaßt, die einen Eingangskolben (56) und einen als das Ausgangselement dienenden Ausgangskolben (48) aufweist, wobei sich sowohl der Eingangskolben (56) als auch der Ausgangskolben (48) mit jeweiligen ersten Enden in die flüssigkeitsgefüllte Umwandlungskammer (44) erstrecken, wobei der Ausgangskolben (48) ein zweites Ende (51) aufweist, das auf die Betätigungsstangenmittel (232; 32) wirkt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Eingangskolben (56) und der Ausgangskolben (48) jeweilige effektive Querschnittsflächen aufweisen, die der Flüssigkeit innerhalb der flüssigkeitsgefüllten Umwandlungskammer (44) ausgesetzt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Ausgangskolben (48) eine kleinere effektive Querschnittsfläche als der Eingangskolben (56) aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Ausgangskolben eine größere effektive Querschnittsfläche als der Eingangskolben aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Betätigungssignalumwandlungseinheit (11') einen Solenoid (68') mit einer elektromagnetischen Spule (68'a) und einem Anker (68'b) umfaßt, wobei der Anker (68'b) als das Ausgangselement dient, wobei die elektromagnetische Spule (68'a) als die Eingangsmittel dienende elektrische Verbindungsmittel (70') aufweist, um mit einer elektrischen Energiequelle verbunden zu werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Betätigungssignalumwandlungseinheit (11; 11') mit mechanischen Verbindungsmitteln (62, 62') versehen ist, um mit einem Strukturelement verbunden zu werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Betätigungsstangenmittel (232; 32) sich außerhalb des jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) erstrecken, wobei die Betätigungssignalumwandlungseinheit (11; 11') einen Hohlraum (42; 42') umfaßt, der einen äußeren Endabschnitt (236; 36) der Betätigungsstangenmittel (232; 32) aufnimmt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 8 und 9, wobei das jeweilige eine von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) einen im wesentlichen mit der Achse der Gehäuseeinheit (210; 10) koaxialen Endabschnitt (237a; 37a) aufweist,

wobei die Betätigungsstangenmittel (232; 32) sich durch eine Bohrung (241; 10) des Endabschnitts (237a; 37a) und über ein äußeres Ende des Endabschnitts (237a; 37a) hinaus erstrecken, wobei der Endabschnitt (237a; 37a) mit Außengewindemitteln (40; 40'a) versehen ist,

wobei die Signalumwandlungseinheit (11) ein im wesentlichen rohrförmiges Adaptergehäuse (38) aufweist,

wobei das im wesentlichen rohrförmige Adaptergehäuse (38) im wesentlichen koaxial an dem Endabschnitt (237a; 37a) durch Innengewindemittel (40b), die mit den Außengewindemitteln (240a; 40a) des Endabschnitts (237a; 37a) eingreifen, befestigt wird, wobei das Adaptergehäuse (38) einen einen Endabschnitt (236; 36) der Betätigungsstangenmittel (232; 32) aufnehmenden, im wesentlichen zentralen Hohlraum (42) aufweist,

wobei das Adaptergehäuse (38) ferner eine flüssigkeitsgefüllte Umwandlungskammer (44) axial benachbart dem Hohlraum (42) aufweist,

wobei die Umwandlungskammer (44) durch ein Deckelelement (52) benachbart einem Ende des Adaptergehäuses (38) geschlossen ist, welches Ende von dem jeweiligen einen von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) entfernt ist, wobei sich eine Axialbohrung (46) zwischen dem Hohlraum (42) und der Umwandlungskammer (44) erstreckt,

wobei ein Ausgangskolben (48) durch die Axialbohrung (46) zwischen dem Hohlraum (42) und der Umwandlungskammer (44) dichtend geführt ist,

wobei der Ausgangskolben (48) relativ zu den Bestätigungsstangenmitteln (232; 32) im wesentlichen ausgerichtet ist und ein erstes Ende innerhalb des Hohlraums (42) und ein weiteres Ende innerhalb der Umwandlungskammer (44) aufweist,

wobei eine weitere Bohrung sich durch das Deckelelement (52) zwischen der Umwandlungskammer (44) und der Atmosphäre erstreckt, wobei ein Eingangskolben (56) innerhalb der weiteren Bohrung dichtend geführt ist und ein Ende innerhalb der Umwandlungskammer (44) und ein weiteres Ende (56a) außerhalb des Deckelelements (52) aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Deckelelement (52) mit Befestigungsmitteln (62) versehen ist, um an einem jeweiligen Strukturelement befestigt zu werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7 bis 9, wobei ein jeweiliges von der Gehäuseeinheit (210) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (18, 22) einen Endabschnitt (237a; 37a) aufweist, der im wesentlichen koaxial zu der Achse der Gehäuseeinheit (210; 10) ist,

wobei die Betätigungsstangenmittel (232; 32) sich durch eine Bohrung des Endabschnitts (237a; 37a) und über ein äußeres Ende des Endabschnitts (237a; 37a) hinaus erstrecken, wobei der Endabschnitt (237a; 37a) mit Außengewindemitteln (240a; 40a) versehen ist,

wobei die Signalumwandlungseinheit (11') ein im wesentlichen rohrförmiges Adaptergehäuse (38') aufweist,

wobei das im wesentlichen rohrförmige Adaptergehäuse (38') durch Innengewindemittel (40'b), die mit Außengewindemitteln (240a; 40a) des Endabschnitts (237a; 37a) eingreifen, im wesentlichen koaxial an dem Endabschnitt (237a; 37a) befestigt wird, wobei das Adaptergehäuse (38') einen im wesentlichen zentralen Hohlraum (42') aufweist, der einen Endabschnitt (236; 36) der Betätigungsstangenmittel (232; 32) aufnimmt, wobei das Adaptergehäuse (38') ferner innerhalb einer dem Hohlraum (42') axial benachbarten Solenoidkammer (44') einen Solenoid (68') aufnimmt, wobei die Solenoidkammer (44') mit einem Deckelelement (52') versehen ist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Deckelelement (52') mit Befestigungsmitteln (62') versehen ist, um an einem jeweiligen Strukturelement befestigt zu werden.