EP0177850B1

EP0177850B1 - Fluidgetriebener kolbenstangenloser Arbeitszylinder

Info

Publication number: EP0177850B1
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: 1987-11-25
Also published as: EP0104364A1; DE3374707D1; EP0104364B1; DE3363754D1; EP0177850A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kolbenstangenlosen Arbeitszylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind kolbenstangenlose Band- und Schlitz-Arbeitszylinder bekannt (EP-A 29188), die außen auf dem von ihnen umgriffenen Zylinderkörper geführte Kraftabnehmer aufweisen, welche mechanisch mit dem Kolben in Verbindung stehen. Die mechanische Verbindung erfolgt über ein umlaufendes Band, welches über an den Stirnseiten des Bandzylinders angeordnete Rollen läuft und den Kolben mit dem Kraftabnehmer verbindet, oder beim Schlitzzylinder über eine starre Halterung, die durch einen abdichtbaren Schlitz im Zylinderkörper ragt. In den Kraftabnehmer ist dabei eine Bremseinrichtung integriert, die den Zylinderkörper mit wenigstens einem Bremsbelag konzentrisch umfaßt. Die bekannte Bremseinrichtung kann als Balg ausgebildet sein, der an der den Zylinderkörper mit Spiel umfassenden, zylindrischen Innenwand des Kraftabnehmers befestigt 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.
Für Schlitzzylinder wurde gemäß der EP-A 68 088 und der gleichlautenden DE-A 31 24 915 bereits vorgeschlagen, am Zylinderkörper längsverlaufende, profilierte Gleitbahnen vorzusehehn, an welchen am Kraftabnehmer justierbar angeordnete Gleitschuhe geführt sind, wodurch der Kraftabnehmer eine verdrehsichere Längsführung erfährt. Weiterhin ist es für Schlitzzylinder aus der DE-B 707 679 bekannt, den Kraftabnehmer mittels in Rollbahnen eines einen oder mehrere Zylinderkörper tragenden Gestells eingreifende Rollen zu führen; die DE-A 24 04 244 zeigt eine ähnliche Führung mittels in Rollbahnen eingreifenden Wälzlagern für Bandzylinder. Keiner dieser Zylinder ist mit einer am Kraftabnehmer angeorndeten Bremseinrichtung ausgestattet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten kolbenstangenlosen Zylinder der eingangs genannten Art anzugeben, der bei einfacher Fertigung und Montage nur einen geringen Raum beansprucht und einen relativ kleinen Durchmesser aufweist, und dessen leichtbeweglicher Kraftabnehmer durch die Bremseinrichtung gut abbrems- und positionierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 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. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel und
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel ähnlich dem nach Fig. 1.

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 können jedoch auch soggenannte Schlitzzylinder vorgesehen sein, deren Arbeitszylinder mit einer schlitzförmigen Zylinderwanddurchbrechnung versehen ist, durch welche ein den Kraftabnehmer mit dem Kolben verbindendes Teil greift und welche durch ein Abdeckband abdichtbar ist.
Nach Fig. 1 ist der ein Zylinderrohr bildende Zylinderkörper 1 eines Bandzylinders beispielsweise als Achtkantrohr mit planen Flächen ausgebildet. Auf dem achtkantigen Zylinderkörper 1 ist ein diesen umgreifender, schlittenartiger Kraftabnehmer 8 verschieblich angeordnet. Der Kraftabnehmer 8 steht in an sich bekannter Weise über ein umlaufendes Band mit einem im Zylinderkörper 1 angeordneten Kolben in Verbindung. Weder das Band noch der Kolben sind in Fig. 1 dargestellt. Das Band kann in bekannter Weise in zwei Abschnitte geteilt sein, von denen der eine Abschnitt mit seinem einen Ende an der vorderen Stirnseite des Kraftabnehmers 8 angreift und über eine erste Rolle am vorderen Zylinderkörperende durch einen abgedichteten Schlitz im vorderen Zylinderkopf druckdicht geführt ist, um mit seinem anderen Ende an der einen Seite des Kolbens anzugreifen. Entsprechend greift der andere Abschnitt des Bandes mit seinem einen Ende an der entgegengesetzten Stirnseite des Kraftabnehmers 8 an und ist über eine zweite Rolle am hinteren Zylinderkörperende durch einen weiteren abgedichteten Schlitz im hinteren Zylinderkopf druckdicht geführt, um mit seinem anderen Ende an der gegenüberliegenden anderen Seite des Kolbens anzugreifen.
Die in Fig. 1 nicht gezeigte, axiale Länge des Kraftabnehmers 8 kann entsprechend der axialen Länge der Kraftabnehmer bekannter Bandzylinder gewählt sein.
Der Zylinderkörper muß nicht die in Fig. 1 gezeigte Profilgestalt aufweisen, er kann vielmehr in verschiedener Weise profiliert sein, wobei die Profilflächen, die zur Anlage einer Bremseinrichtung Reibflächen bilden, die einstückig mit dem Zylinderkörper sein oder zu gesonderten Gehäuse- bzw. Profilteilen gehören können, die am Zylinderkörper festgehalten sind. Der Kraftabnehmer 8 beinhaltet die Bremseinrichtung, welche den Zylinderkörper 1 nicht umfaßt. Eine keilförmige Gestalt der Reib- bzw. Bremsflächen der Bremseinrichtung kann vorteilhaft sein, da hierdurch die zur Verfügung stehende Bremsfläche vergrößert wird und die Keilwirkung in Abhängigkeit von dem gewählten Keilwinkel zur Bremsverstärkung ausgenutzt werden kann. Es sind dann zweckmäßigerweise Federn vorhanden, die die Bremskörper nach einer Bremsung in ihre Lösestellung zurückbewegen.
Anhand der Ausführungsbeispiele wird außerdem deutlich, daß die auf den Kraftabnehmer 8 einwirkenden Kräfte im wesentlichen von einem Profilteil am Zylinderkörper 1 aufgenommen werden können, das in seinen Flächenabmessungen unabhängig ist von dem Durchmesser des Zylinderkörpers 1. Die Profilflächen sind dabei unabhängig vom Durchmesser des Zylinderkörpers 1 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 8 einen weitgehend geringen Einfluß ausüben.
Mehr im einzelnen zeigt Fig. 1, daß der Kraftabnehmer 8 sich mit vier Rädern bzw. Rollen 31 bis 34 an diametral gegenüberliegenden, Rollbahnen bildenden Flächen des achteckigen Zylinderkörpers 1 abstützt. Im oberen Teil des Kraftabnehmers 8 ist ein druckdichter Raum 35 vorhanden, in dem ein Druckkörper 36 radial zum Kolbenkörper 1 verschieblich ist. Der Druckörper 36 besitzt kolbenkörperseitig nach innen gezogene Keilflächen zum Tragen eines keilförmigen Bremsbelages 37. Andererseits trägt der Druckkörper 36 ist ein druckkissenartiges Abdichtungselement 38, dessen äußerer Rand sich lippenartig an der Innenwand der Ausnehmung 35 abstützt.
Die Profilfläche 28 des Zylinderkörpers 1 zwischen zwei benachbarten, als Rollflächen für den Kraftabnehmer 8 dienenden Profilflächen trägt ein winkliges Profilblech 39, das keilförmige Anlageflächen für die keilförmigen Bremsbeläge 37 bildet. Abweichend hierzu kann auch die flache Profilfläche 28 selbst als Anlagefläche für die Bremseinrichtung dienen, wenn auf eine keilförmige Bremseinrichtung verzichtet wird. Außerdem kann das Profilblech 39 integraler Bestandteil des Profilkörpers 1 sein, es kann dann zwei Profilflächen aufweisen, die einerseits zur drehsicheren Führung des Kraftabnehmers 8 dienen, zum anderen als Anlage für die in den Kraftabnehmer 8 integrierte Bremseinrichtung 36 bis 38 dienen. Obwohl der Kraftabnehmer 8 im Beispielsfalle den Zylinderkörper 1 umfaßt, ist aufgrund dessen besonderer Profilgestalt eine verdrehsichere Führung des Kraftabnehmers 8 gegeben, so daß besondere Vorrichtungen zur Verdrehsicherung des Kraftabnehmers nicht mehr erforderlich sind.
Eine nicht dargestellte Druckmittelquelle ist zum Betätigen der Bremseinrichtungen über wenigstens einen nicht dargestellten, flexiblen Schlauch und eine Anschlußbohrung 27 an den druckdichten Raum 35 angeschlossen.
Weiterhin kann der Kraftabnehmer nach Fig. 1 auch symmetrisch ausgebildet werden, so daß der dem Teil des Kraftabnehmers mit der Bremseinrichtung 35 bis 38 diametral gegenüberliegende Teil des Kraftabnehmers eine gleichartige Bremseinrichtung aufweist, wobei die beiden Bremseinrichtungen bei einer Bremsung räumlich gegeneinander wirken.
Abweichend zur beschriebenen Ausführungsform können die Rollen oder Räder 31 bis 34 durch Gleitbahnen oder Gleitbeläge ersetzt sein, die an den Profilflächen des Zylinderkörpers oder auch entsprechend am Kraftabnehmer anzubringen sind. Außerdem muß der Kraftabnehmer 8 nicht notwendigerweise mittels vier Rädern oder Rollen bzw. entlang von vier Gleitbahnen geführt werden. So können in einer ähnlichen Konstruktion auch schon drei Rollen bzw. Gleitbahnen ausreichend sein, die zueinander um 120° versetzt angeordnet sind.
Die Ausführung des Arbeitszylinders nach Fig. 2 ist ähnlich derjenigen nach Fig. 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß der Zylinderkörper 1 ein keilförmiges Profilteil 40 aufweist, das auf den Zylinderkörper 1 aufgesetzt ist oder mit diesem eine Einheit bildet. Das keilförmige Profilteil 40 weist eine derartige Gestalt auf, daß die keilförmig einander gegenübersthenden Innenflächen des Profilteiles 40 als Anlageflächen einer keilförmigen Bremseinrichtung 35 bis 38 dienen, deren Bremsbeläge 37 im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 1 bezüglich des Druckkörpers 36 nicht keilförmig eingezogen, sondern etwa entsprechend keilförmig nach außen gerichtet angeordnet sind. Die äußeren Gegenflächen 41 und 42 an dem Profilteil 40 dienen als verdrehsichernde Roll- oder Gleitbahnen für den Kraftabnehmer 8, der an diesen mit Rollen oder Gleitmitteln verschieblich geführt ist. Zwei entsprechende Rollen bzw. Räder 43 und 44 sind in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Im Gegensatz zu der Ausführung nach Fig. 1 ist der Kraftabnehmer 8 nach Fig. 2 also mittels zweier Rollen oder Räder bzw. mittels zweier Gleitbahnen geführt.
Im übrigen umfaßt der Kraftabnehmer 8 nach Fig. 2 die im weiteren zylindrisch ausgebildete Außenfläche des Zylinderkörpers 1. Dank des Profilteiles 40 an dem Zylinderkörper 1 kann eine in den Kraftabnehmer 8 integrierte Bremseinrichtung 35 bis 38 vorgesehen werden, die den Zylinderkörper 1 nicht konzentrisch umfaßt.
Die Erfindung ist sowohl für Band- bzw. Seilzylinder als auch für sogenannte geschlitzte, kolbenstangenlose Arbeitszylinder geeignet. Die Rohrprofile der Zylinderköper sind aus Aluminium im Strangpreßverfahren herstellbar, die Ausführungsbeispiele zeigen hierzu grundsätzliche Profilbeispiele auf, wobei die aus diesen gefertigen, kolbenstangelosen Arbeitszylinder nur eine geringe Bauhöhe beanspruchen.

Claims

1. Kolbenstangenloser Arbeitszylinder mit einem das Zylindergehäuse (1) umfassenden, schlittenartig ausgebildeten und verdrehsicher längs des Zylindergehäuses (1) geführten Kraftabnehmer (8), in den eine Bremseinrichtung (35 bis 38) mit einem Bremsbelag (37) integriert ist, der mit einer äußeren Reibfläche des Zylindergehäuses (1) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (1) mehrere ebene, sich in Längsrichtung erstreckende Roll- oder Gleitbahnen (41,42) aufweist, an denen sich im Kraftabnehmer (8) angeordnete Roll- oder Gleitmittel (31 bis 34; 43 und 44) zur Erzielung einer Verdrehsicherung abstützen, daß der Bremsbelag (37) einseitig am Zylindergehäuse (1) angreift, und daß zumindest ein Teil der Roll- bzw. Gleitmittel (31 und 32; 43 und 44) bzw. Gleitbahnen (41,42) derart angeordnet sind, daß die beim Bremsen im Kraftabnehmer (8) auftretenden Radialkräfte aufgenommen werden.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Roll- oder Gleitbahnen (41,42) sich an Profilflächen des Zylindergehäuses (1) befinden.

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftabnehmer (8) das Zylindergehäuse (1) umfaßt und daß der Kraftabnehmer (8) vier Räder oder Rollen (31-34) aufweist, die sich an diametral gegenüberliegenden Rollbahnen des Zylindergehäuses (1) abstützen.

4. Arbeitszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylindergehäuse (1) außenseitig als vieleckiges, gegebenenfalls achteckiges Zylinderrohr ausgebildet ist.

5. 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) mit einem Bremsbelag (37) verschieblich angeordnet ist, der an die Reibfläche des Zylindergehäuses (1) anpreßbar ist.

6. Arbeitszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskörper (36) dem Zylindergehäuse (1) zugewandt nach innen gezogene Keilflächen zum Tragen eines keilförmigen Bremsbelages (37) aufweist.

7. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei benachbarten Roll- oder Gleitbahnen liegende Außenfläche (28) des Zylinderrohres (1) die Reibfläche trägt.

8. Arbeitszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (28) ein keilförmiges Profilteil (39) zur Anlage für die keilförmigen Bremsbeläge (37) des Bremskörpers (36) trägt.

9. Arbeitszylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Zylindergehäuse (1) zwei radial auskragende Profilteile (40) vorhanden sind, deren jeweils eine Fläche eine Reibfläche für die Bremseinrichtung (35-36) und deren gegenüberliegende, andere Fläche (41, 42) eine Roll- oder Gleitbahn (41, 42) ist.