EP0177850A1

EP0177850A1 - Fluidgetriebener kolbenstangenloser Arbeitszylinder

Info

Publication number: EP0177850A1
Application number: EP85112239A
Authority: EP
Inventors: Dieter Mai
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1983-08-01
Publication date: 1986-04-16
Also published as: DE3363754D1; EP0104364B1; EP0104364A1; DE3374707D1; EP0177850B1

Abstract

Bei einem fluidgetriebenen kolbenstangenlosen Arbeitszylinder mit längs des Zylindergehäuses (1) verdrehsicher geführtem Kraftabnehmer (8) ist dieser schlittenartig ausgebildet und stützt sich außen am Zylindergehäuse, dieses umfassend, mittels Gleit- oder Rollkörpern ab. Es können am Kraftabnehmer (8) Räder oder Rollen (31-34) gelagert sein, die sich außen an gegenüberliegenden Flächenabschnitten des Zylindergehäuses (1) abstützen. Die Räder oder Rollen (31-34) können durch Gleitbänder oder Gleitbeläge ersetzt sein, die an Profilflächen des Zylindergehäuses (1) und/oder am Kraftabnehmer (8) angebracht sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen fluidgetriebenen kolbenstangenlosen Arbeitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind fluidgetriebene kolbenstangenlose Arbeitszylinder bekannt, die außen auf dem Zylinderrohr geführte Kraftabnehmer aufweisen, welche magnetisch oder mechanisch mit dem Kolben in Verbindung stehen können. Die mechanische Verbindung erfolgt über ein umlaufendes Übertragungsglied, insbesondere ein Band, oder über eine starre Halterung, die durch einen abdichtbaren Schlitz im Zylinderrohr ragt.
Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, auf Bandzylinder, die an ihren Stirnseiten Rollen tragen, über die vorzugsweise ein Band geführt ist, das den Kolben mit dem Kraftabnehmer verbindet.
Eine bekannte Bremseinrichtung für einen Bandzylinder umfaßt das Zylinderrohr konzentrisch mit wenigstens einem Bremsbelag und ist in die Kraftabnahme integriert.
Um eine solche Bremseinrichtung in die Kraftabnahme zu integrieren, umfaßt auch die Kraftabnahme das Zylinderrohr konzentrisch. Die bekannte Bremseinrichtung kann dann als Balg ausgebildet sein, der an der das Zylinderrohr mit Spiel umfassenden, zylindrischen Innenwand des Kraftabnehmers fest ist und das Zylinderrohr konzentrisch umfaßt. Durch Zuführung eines Fluids wird der Balg aufgeweitet, wobei die Bremsbeläge zum Bremsen oder Anhalten des durch den Kolben bewegten Kraftabnehmers am zylindrischen Außenumfang des Zylinderrohres zur Anlage kommen. Der bekannte kolbenstangenlose Zylinder muß zur Verdrehsicherung des das Zylinderrohr konzentrisch umfassenden Kraftabnehmers mit einer äußeren Verschalung versehen sein, die an den Zylinderrohrenden festgehalten ist und an deren profilierten Innenflächen der Kraftabnehmer in Längsrichtung des Zylinderrohres drehsicher verschieblich ist.
Bei den bekannten kolbenstangenlosen Zylindern werden daher die auf den Kraftabnehmer einwirkenden Kräfte nur zum Teil vom Gehäuse des Arbeitszylinders wirksam aufgenommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten kolbenstangenlosen Zylinder der eingangs genannten Art anzugeben, der bei weitgehend vereinfachter Fertigung und Montage nur einen geringen Raum beansprucht und insbesondere auch dann noch einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, wenn die Bremseinrichtung in den Kraftabnehmer integriert ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche und/oder den nachstehenden Beschreibungen für Ausführungsbeispiele, die in einer zugehörigen Zeichnung nur skizzenhaft angedeutet sind. Hierin zeigt

Fig.l einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel und
Fig.2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel ähnlich dem nach Fig.l.

Die Ausführungsbeispiele zeigen erfindungsgemäße Arbeitszylinder im Querschnitt durch den Kraftabnehmer. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen gleiche oder entsprechende Teile. Bei den
Ausführungsbeispielen handelt es sich um Band- bzw. Seilzylinder. Es ist klar, daß sie mit einer Zylinderwanddurchbrechung versehen sein können, um dadurch geschlitzte Arbeitszylinder zu bilden, bei denen der Kraftabnehmer über den Schlitz mit dem Kolben verbunden ist und die mit einem Abdeckband zusammenarbeiten. In Fig.l ist das Zylinderrohr eines Bandzylinders mit 1 bezeichnet, das im Beispielsfalle als Achtkantrohr mit planen Flächen ausgebildet ist.
Entlang dem achtkantigen Zylinderrohr 1 ist ein schlittenartiger Kraftabnehmer 8 verschieblich angebracht. Der Kraftabnehmer 8 steht in an sich bekannter Weise über ein umlaufendes Band mit dem Kolben in Verbindung. Weder das Band noch der Kolben sind in Fig.l dargestellt. Das Band kann in bekannter Weise in zwei Abschnitte geteilt sein, von denen der eine Abschnitt mit seinem einen Ende am vorderen längsseitigen Ende des schlittenartigen Körpers 6 angreift und über eine erste Rolle am vorderen Zylinderrohrende durch einen abgedichteten Schlitz im vorderen Zylinderkopf druckdicht geführt ist, um mit seinem vorderen Ende an der einen Seite des Kolbens anzugreifen. Entsprechend greift der andere Abschnitt des Randes mit seinem einen Ende am entgegengesetzten hinteren längsseitigen Ende des schlittenartigen Körpers 6 an und ist über eine zweite Rolle am hinteren Zylinderrohrende durch einen weiteren abgedichteten Schlitz im hinteren Zylinderkopf druckdicht geführt, um mit seinem anderen Ende an der gegenüberliegenden anderen Seite des Kolbens anzugreifen.
Eine derartige Aufteilung und Führung des Bandes zwischen einem Kraftabnehmer und dem Kolben eines Bandzylinders ist z.B. durch die DE-OS 29 45 133 bekanntgeworden.
Es gehört weiterhin zum Stand der Technik der Bandzylinder, die Enden der beiden Abschnitte des zweigeteilten Bandes am Schlitten und am Kolben nicht fest einzuspannen, sondern gelenkig angreifen zu lassen. Die erforderliche Bandspannung kann allein vom Band oder teilweise vom Band und durch zusätzliche Federn aufgebracht werden, die auf die verstärkten Bandenden am Kraftabnehmer und/oder am Kolben einwirken. Es ist auch schon bekannt, im Kraftabnehmer eine spannschloßartige Vorrichtung anzuordnen, an die die Bandenden gelenkig anschließen und mit der der Verspannungsgrad des Bandes im Verhältnis zur Federspannung einstellbar ist.
Die in Fig.1 nicht gezeigte axiale Länge des Kraftabnehmers 8 kann entsprechend der axialen Länge der Kraftabnehmer bekannter Bandzylinder gewählt sein.
Es ist klar, daß das Zylinderrohr nicht die in Fig.l gezeigte Profilgestalt aufweisen muß. Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre erkennt der Fachmann, daß das Zylinderrohr in verschiedener Weise profiliert sein kann, wobei die Profilflächen zur Anlage der Bremseinrichtung einstückig mit dem Zylinderrohr sein können oder zu Gehäuseteilen gehören können, die am Zylinderrohr festgehalten sind. Anhand der Ausführungsbeispiele wird außerdem deutlich, daß die auf den Kraftabnehmer 8 einwirkenden Kräfte im wesentlichen von einem Profilteil am Zylindergehäuse 1 aufgenommen werden, das in seinen Flächenabmessungen unabhängig ist von dem Durchmesser des Zylinderrohres 1. Der Kraftabnehmer 8 beinhaltet dabei die Bremseinrichtung, ohne daß diese das Zylinderrohr umfaßt. Gehäusefeste Profilflächen sind dabei unabhängig vom Durchmesser des Zylinderrohres in ihrer Flächengröße und Flächengestalt derart wählbar, daß eine optimale Abbremsung und Positionierung des Kraftabnehmers 8 möglich ist, wobei außerdem die Reibungseinflüsse der Bremseinrichtung im gelösten Zustand auf die leichte Verschieblichkeit des Kraftabnehmers einen weitgehend geringen Einfluß ausüben.
Es ist natürlich klar, daß das Profilteil auch zu einem mit dem Zylinderrohr 1 verbundenen Profilkörper gehören können. Die keilförmig ausgebildete Bremseinrichtung kann vorteilhaft sein, da die zur Verfügung stehende Bremsfläche vergrößert ist und die Keilwirkung in Abhängigkeit von dem gewählten Keilwinkel zur Bremsung ausgenutzt werden kann. Es ist klar, daß dann zweckmäßigerweise Federn vorhanden sind, die die Bremskörper nach einer Bremsung in ihre Lösestellung zurückbewegen.
Mehr im einzelnen zeigt Fig.l eine Ausführung eines Bremszylinders, in der der Kraftabnehmer 8 ein als Achteckrohr ausgebildetes Zylinderrohr 1 umfaßt. Der Kraftabnehmer stützt sich mit vier Rädern bzw. Rollen 31-34 an diametral gegenüberliegenden Flächen des achteckigen Zylinderrohres 1 ab. Im oberen Teil des Kraftabnehmers 8 ist ein druckdichter Raum 35 vorhanden, in dem ein Druckkörper 36 verschieblich ist. Der Druckörper 36 besitzt an seiner vorderen Seite nach innen gezogene Keilflächen zum Tragen eines keilförmigen Bremsbelages 37. An der Rückseite des Druckkörpers 36 ist ein druckkissenartiges Abdichtungselement 38 vorgesehen, dessen äußerer Rand sich lippenartig an der Innenwand der Ausnehmung 35 abstützt.
Die Profilfläche 28 des Zylinderrohrs 1 zwischen zwei benachbarten, als Führungsflächen für den Kraftabnehmer dienenden Profilflächen trägt ein winkliges Profilblech 39, das keilförmige Anlageflächen für die keilförmigen Bremsbeläge bildet. Es ist klar, daß auch die flache Profilfläche 28 selbst als Anlagefläche für die Bremseinrichtung dienen kann, wenn auf eine keilförmige Bremseinrichtung verzichtet wird. Außerdem ist klar, daß das Profilblech 39 integraler Bestandteil des Profilrohres 1 sein kann, das dann zwei Profilflächen aufweist, die einerseits zur drehsicheren Führung des Kraftabnehmers 8 dienen, zum anderen als Anlage für die in den Kraftabnehmer 8 integrierte Bremseinrichtung 36-38 dienen. Obwohl der Kraftabnehmer im Beispielsfalle das Zylinderrohr umfaßt, ist aufgrund der besonderen Profilgestalt des Zylinderrohres eine verdrehsichere Führung des Kraftabnehmers möglich, so daß besondere Vorrichtungen zur Verdrehsicherung des Kraftabnehmers nicht mehr erforderlich sind.
Es ist weiterhin klar, daß der Kraftabnehmer nach Fig.l sich auch symmetrisch ausbilden läßt, so daß dann der dem Teil des Kraftabnehmers mit der Bremseinrichtung 35-38 diametral gegenüberliegende Teil des Kraftabnehmers eine gleichartige Bremseinrichtung aufweisen kann, wobei die beiden Bremseinrichtungen bei der Bremsung gegeneinander wirken.
Die nicht dargestellte Druckmittelquelle ist zum Betätigen einer oder mehrerer Bremseinrichtungen über wenigstens einen nicht dargestellten, flexiblen Schlauch und ebenfalls nicht dargestellte Anschlußbohrungen an den druckdichten Raum 35 bzw. Räume 35 angeschlossen.
Es ist dem Fachmann klar, daß die Führungsrollen oder Führungsräder 31-34 auch durch Gleitbänder oder Gleitbeläge ersetzt sein können, die an den Profilflächen des Zylinderrohres oder auch entsprechend am Kraftabnehmer angebracht sind. Außerdem ist klar, daß der Kraftabnehmer 8 nicht notwendigerweise mittels vier Führungsräder oder Führungsrollen bzw. entlang von vier Gleitbändern geführt werden muß. So können in einer ähnlichen Konstruktion auch schon drei Führungsrollen bzw. Gleitbahnen ausreichend sein, die zueinander um 120° versetzt angeordnet sind. Die Ausführung der Erfindung nach Fig.2 ist ähnlich der nach Fig.l. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß das Zylinderrohr 1 ein keilförmiges Profilteil 40 aufweist, das auf das Zylinderrohr 1 aufgesetzt ist oder mit diesem eine Einheit bildet. Das keilförmige Profilteil 40 weist eine derartige Gestalt auf, daß die keilförmig nach innen weisenden Innenflächen des Profilteiles 40 als Anlageflächen einer keilförmigen Bremseinrichtung 35-38 dienen, die im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig.l bezüglich des Druckkörpers 36 nicht keilförmig nach innen, sondern etwa entsprechend keilförmig nach außen gerichtet sind. Die äußeren Gegenflächen 41 und 42 an dem Profilteil 40 dienen als verdrehsichere Führungsflächen für den Kraftabnehmer 8, der mit Rollen oder Gleitflächen an den Gegenflächen 41 und 42 verschieblich geführt ist. Zwei entsprechende Rollen und/oder Räder 43 und 44 sind in Fig.2 gestrichelt dargstellt. Im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig.l ist der Kraftabnehmer 8 nach Fig.2 mittels zweier Rollen oder Räder bzw. mittels zweier Gleitbahnen geführt.
Im übrigen umfaßt der Kraftabnehmer 8 nach Fig.2 die zylindrische Außenfläche des Zylinderrohres. Dank des Profilteiles 40 an dem Zylinderrohr kann eine in den Kraftabnehmer integrierte Bremseinrichtung 35-38 vorgesehen werden, die das Zylinderrohr nicht konzentrisch umfaßt.
Die Erfindung kann sowohl für einen Band- oder Seilzylinder als auch für einen sogenannten geschlitzten Zylinder geeignet sein. Die Rohrprofile sind aus Aluminium im Strangpreßverfahren herstellbar.
Durch die Ausführungsbeispiele sind dem Konstrukteur grundsätzliche Wege aufgezeigt, Profile für einen kolbenstangenlosen Arbeitszylinder anzugeben, die sich im Strangpreßverfahren aus Aluminium herstellen lassen und eine geringe Bauhöhe beanspruchen. Es ist klar, daß die Erfindung nicht auf kolbenstangenlose Arbeitszylinder beschränkt ist, die in einem schlittenartigen Körper des Kraftabnehmers eine Bremseinrichtung integriert haben. Die Ausführungen zeigen grundsätzliche Lösungswege, die mit oder ohne Bremseinrichtung ausgebildet sein können. Ohne Bremseinrichtung kann der schlittenartige Körper kürzer und gegebenenfalls auch flacher ausgebildet sein.

Claims

1. Fluidgetriebener kolbenstangenloser Arbeitszylinder mit längs des Zylindergehäuses (1) verdrehsicher geführtem Kraftabnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftabnehmer (8) schlittenartig ausgebildet ist und sich außen am Zylindergehäuse mittels Gleit- oder Rollkörpern abstützt.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftabnehmer (8) Räder oder Rollen (31-34) gelagert sind, die sich außen an gegenüberliegenden Flächenabschnitten des Zylindergehäuses (1) abstützen.

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder oder Rollen (31-34) durch Gleitbänder oder Gleitbeläge ersetzt sind.

4. Arbeitszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbänder oder Gleitbeläge an Profilflächen des Zylindergehäuses (1) und/oder am Kraftabnehmer (8) angebracht sind.

5. Arbeiszylinder nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftabnehmer (8) das Zylindergehäuse (1) umfaßt.

6. Arbeitszylinder nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftabnehmer (8) vier Räder oder Rollen (31-34) aufweist, die sich an diametral gegenüberliegenden Außenflächen des Zylindergehäuses (1) abstützen.

7. Arbeitszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (1) außenseitig als vieleckiges (achteckiges) Zylinderrohr ausgebildet ist.

8. Arbeitszylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (1) Führungsflächen für den Kraftabnehmer (8) aufweist.

9. Arbeitszylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich Gleit- oder Rollkörper (43,44) an den Führungsflächen abstützen.

10. Arbeitszylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftabnehmer (8) wenigstens eine an ein Druckmedium anschließbare kammerartige Ausnehmung (35) aufweist, in der ein Bremskörper (36) verschieblich angeordnet ist, der mit dem Zylindergehäuse (1) reibschlüssig zusammenwirkt.

11. Arbeitszylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (36) an seiner Vorderseite nach innen gezogene Keilflächen zum Tragen eines keilförmigen Bremsbelages (37) aufweist.

12. Arbeitszylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite des Bremskörpers (36) zum druckmitteldichten Abschluß der Ausnehmung (35) zum Bremskörper (36) ein druckkissenartiges Abdichtungselement (38) vorgesehen ist, dessen äußerer Rand sich lippenartig an der Innenwand der Ausnehmung abstützt.

13. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei benachbarten Führungsflächen für das Kraftabnehmer (8) liegende äußere Zylinderrohrfläche (28) des Zylinderrohres (1) Anlagefläche für den Bremskörper ist.

14. Arbeitszylinder nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrohrfläche (28) ein keilförmiges Profilteil (39) zur Anlage für die keilförmigen Bremsbeläge (37) des Bremskörpers (36) trägt.

15. Arbeitszylinder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilteil (39) integraler Bestandteil des Zylinderrohres ist.

16. Arbeitszylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß außenseitig am Zylinderrohr wenigstens zwei Profilflächen vorhanden sind, von denen die eine zur drehsicheren Führung des Kraftabnehmers (8) dient und die andere als Anlage für die im Kraftabnehmer (8) integrierte Bremseinrichtung (36-38) vorgesehen ist.

17. Arbeitszylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylindergehäuse (1) ein Profilteil (40) vorhanden ist, dessen eine Fläche reibschlüssige Anlagefläche für die Bremseinrichtung (35-36) ist und dessen gegenüberliegende andere Fläche (41,42) verdrehsichere Führungsfläche für den Kraftabnehmer (8) ist.

18. Arbeitszylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der das Zylindergehäuse (1) umfassende Kraftabnehmer (8) zwei Bremseinrichtungen aufweist, die mit zwei diametral gegenüberliegenden Flächenabschnitten des Zylindergehäuses (1) reibschlüssig zusammenwirken.