EP0346504A1 - Kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer Vorrichtung zur Hubbegrenzung - Google Patents

Kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer Vorrichtung zur Hubbegrenzung Download PDF

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EP0346504A1
EP0346504A1 EP88109346A EP88109346A EP0346504A1 EP 0346504 A1 EP0346504 A1 EP 0346504A1 EP 88109346 A EP88109346 A EP 88109346A EP 88109346 A EP88109346 A EP 88109346A EP 0346504 A1 EP0346504 A1 EP 0346504A1
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EP
European Patent Office
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piston
cylinder
arrangement according
stroke
cylinder arrangement
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Kurt Dipl.-Ing. Stoll
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Festo SE and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/084—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of the rodless piston type, e.g. with cable, belt or chain
    • F15B15/086—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of the rodless piston type, e.g. with cable, belt or chain with magnetic coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/24—Other details, e.g. assembly with regulating devices for restricting the stroke

Definitions

  • the invention relates to a rod-free piston-cylinder arrangement having a device for limiting the stroke, having a cylinder which contains a cylinder tube closed by a cylinder cover, in which there is a piston which can be actuated by pressure medium and forms a drive part and has an inner driver-magnet arrangement, the an output part which is arranged so as to be displaceable on the outside of the cylinder tube and which can be connected to a load to be transported is associated with an external driver magnet arrangement, the output part being magnetically coupled to the drive part with the drive part via the magnet arrangements.
  • Rodless piston-cylinder arrangements are used primarily when relatively long stroke lengths have to be overcome and when piston rods protruding from the cylinder cannot be tolerated.
  • the piston which forms a drive part
  • the piston can be displaced in the desired manner, at the same time moving an inner driver magnet arrangement firmly connected to it.
  • On the outside of the cylinder tube there is an especially sleeve-shaped driven part, which coaxially surrounds the drive part and is equipped with a complementary external driver magnet arrangement. Due to the magnetic coupling, the drive part and the driven part are connected to one another in a force-fitting manner, and the movement of the drive part is immediately followed by the driven part. A load to be transported can be attached to the stripping section.
  • the device for limiting the stroke is arranged on the outside of the cylinder and cooperates with the driven part.
  • the device for stroke limitation can be positioned as required at the desired location on the outside of the cylinder, and the movement unit experiences a stroke limitation by the output part running on the outside of the cylinder tube together with the stroke limitation device is working.
  • a device for limiting the stroke is obtained in a simple and inexpensive construction, and any piston-cylinder arrangement of the type in question can be easily retrofitted.
  • the device for limiting the stroke is expediently designed in such a way that different end positions of the driven part can be specified in one direction of movement, which further increases the possible variations in terms of the stroke limitation.
  • the device for limiting the stroke expediently contains at least one limit stop which can be arranged in the path of movement of a collision part which is movable and in particular firmly connected to the impact part, preferably with a plurality of limit stops which specify different stop positions and which alternately provide different end positions of the output part the movement path of the impact section can be arranged.
  • the device for limiting the stroke can remain stationary with respect to the cylinder, and the end position of the movement unit can be varied easily by simply changing the position of the limit stops.
  • the limit stops are arranged on a rotatable rotary part arranged next to the cylinder, by means of which each limit stop can be positioned by rotation in a stroke limiting position projecting into the path of movement of the impact part of the driven part.
  • the rotating part is designed in the form of a disk or a drum.
  • the limit stops are preferably arranged in a uniformly distributed manner along a circular line, which allows a plurality of limit stops to be arranged in a confined space without mutual hindrance taking place.
  • the limit stops protrude more or less in the direction of the driven part, in particular starting from the rotating part, depending on the desired end position specification, and thereby prescribe a respective stop position.
  • the limit stops are particularly adjustable, so that the stop position of each limit stop can be adjusted continuously and sensitively. It is thus possible to roughly preset a respective stop position by rotating the rotary part and correspondingly positioning the limit stops and to carry out an additional fine adjustment by means of the adjustability of the limit stops with respect to the rotary part.
  • each individual one of these limiting stops is assigned an expediently electrically or electromagnetically operating adjusting device for setting the stop position, which is arranged in or on the rotating part. Without interrupting the work processes of the piston-cylinder arrangement, fine adjustment of the respective stop position can thus be carried out virtually by remote control.
  • the limit stops are expediently rod-shaped or pin-shaped and can be arranged on the rotating part in the context of a screw connection for adjustment thereof.
  • the rotating part is rotated to position the individual limit stops in the stroke limiting position by motor means, in particular the use of a stepping motor is expedient, in which the switching steps correspond in particular to the spacing between the limit stops.
  • the impact part can be located on a stop part projecting essentially radially from the driven part.
  • a device for limiting the stroke for each of the possible directions of movement of the movement unit or even only for one of these possible directions of movement is expediently located in the area of the respective cylinder cover and can be firmly attached to it.
  • FIGS. 1 and 2 It comprises a cylinder 1 which contains a cylinder tube 2, which is preferably circular in cross section, and has two cylinder covers 3 which close the two axial tube openings in a pressure-tight manner. Inside the cylinder tube is a piston, hereinafter referred to as drive part 4, which divides the tube interior into two working spaces 5, 5 'in a pressure-tight manner. Both working spaces 5, 5 'are each connected to a pressure medium connection 6, 6', which can be connected to a pressure medium source or sink, not shown, and via a channel 7, 7 'inside the respective cylinder cover 3 with the associated working space 5 , 5 'communicates.
  • drive part 4 Inside the cylinder tube is a piston, hereinafter referred to as drive part 4, which divides the tube interior into two working spaces 5, 5 'in a pressure-tight manner.
  • Both working spaces 5, 5 ' are each connected to a pressure medium connection 6, 6', which can be connected to a pressure medium source or sink, not shown, and via
  • the drive part 4 has an essentially cylindrical shape.
  • an output part 10 which is preferably designed as a hollow cylindrical body enclosing the cylinder tube 2, as is the case with the exemplary embodiment. Its length corresponds essentially to that of the drive part 4, the drive part 4 and the driven part 10 being radially opposite one another in a coaxially enclosing manner.
  • the driven part 10 is displaceable according to the double arrow 9 mounted on the cylinder barrel 2.
  • the drive part 4 is provided with an inner driver magnet arrangement 14 and the driven part arranged on the outside has an outer driver magnet arrangement 15. This ensures that the drive part 4 and the driven part 10 are magnetically positively coupled to one another so that the drive movement of the drive part 4 is transmitted directly to the driven part 10, which thus executes a corresponding movement. Since the driven part 10 is suitable for receiving a load, which is not shown in detail, it is therefore possible to carry out a load transport over a relatively large distance with the aid of the arrangement.
  • An embodiment of the type shown is particularly favorable with regard to the acting magnetic force, in which both magnet arrangements have a hollow cylindrical structure and enclose one another coaxially.
  • both magnet arrangements have a hollow cylindrical structure and enclose one another coaxially.
  • other configurations are also possible without departing from the principle of the invention, as the arrangement form shown only shows one possible example of a rodless piston-cylinder arrangement which can be used in the principle of the invention.
  • the rodless piston-cylinder arrangement according to the invention is assigned a device for stroke limitation 17, which is located on the outside of the cylinder 1 and which cooperates with the driven part 10 .
  • the device for stroke limitation 17 e.g. can be attached to cylinder 1 in the manner of an additional part, which also allows retrofitting of older models of piston-cylinder arrangements. Furthermore, it is not necessary that the device for stroke limitation 17 is connected to the piston-cylinder arrangement, as is the case with the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2, but it can also be a separate one in addition to the Act arrangement located act, which can be arranged in any relative positions with respect to the cylinder 1. This allows the device 17 to be easily adjusted.
  • the device for limiting the stroke 17 is fixed and detachably arranged on the cylinder 1, it also being possible here to change the position relative to the cylinder in the axial direction 8.
  • the device 17 can e.g. can be detachably fixed at any point on the cylinder or cylinder tube by means of a clamping device (not shown in detail).
  • the device for stroke limitation 17 contains a housing 18 which is fixedly connected to a cylinder cover 3 via a holder 13.
  • the side of the housing 18 facing the opposite cylinder cover 3 is assigned a rotating part 19 which is rotatably mounted in the housing 18 via a drive shaft 20.
  • the axis of rotation 21 preferably runs parallel to the longitudinal direction 8 of the cylinder tube 2.
  • a plurality of limit stops 22 are now arranged on the rotary part 19 on the axial side facing the movement unit 16. They are fixed along a circular line 23, preferably evenly distributed, on the rotating part 19, the circular line 23, viewed in the axial direction 8, 21, intersecting the movement path 24 of an impact part 25 which is firmly connected to the driven part 10.
  • the rotating part 19 carries five Pieces of limit stops 22 evenly distributed along the circular line 23, which are expediently designed in the form of a rod and project away from the rotating part, wherein they are aligned parallel to the axis of rotation 21.
  • the length of the individual limit stops 22 is different from one another, so that each limit stop 22 specifies a specific stop position.
  • the driven part 10 assumes an end position on impact which is more or less far from the associated cylinder cover 3. It is therefore possible, alternately or alternatively, to bring one or the other limiting stop 22 into the stroke limiting position 29 by rotating the rotating part 19, so that the desired end position of the movement unit 16 relative to the cylinder 1 is assumed in the respective application.
  • the rotating part 19 thus together with the limit stops 22 practically represents a turret stop, which is characterized by reliable operation with a simple structure.
  • the impact section 25 can be arranged directly on the driven part 10, for example on the facing annular end face of its sleeve body.
  • an additional impact part 30 is provided in the driven part 10, which is designed in the form of a lug and protrudes outwards in the radial direction. It points in the same direction as the device 17 with respect to the cylinder 2, wherein an arrangement is preferably selected in which, in the position of use of the piston-cylinder arrangement, both the stroke limiting device 17 and the impact part 30 point vertically downward.
  • the impact part 30 in the form of an annular collar surrounding the cylinder tube, so that independently of the respective rotational position of the driven part 10 relative to the cylinder tube 2 ensures that the impact part 25 arranged on the impact part 30 hits the desired limit stop 22.
  • the rotating part 19 is drum-shaped, which reduces the required space.
  • a corresponding signal transmitter is indicated at 31 in FIG. 2.
  • the rotating part can continue to clock, so that a reliable positioning of the respective stop 22 in the stroke limiting position 29 is possible. It is expedient to set the switching steps in accordance with the division of the circular line 23 made by the stops 22, so that readjustments are unnecessary.
  • the limit stops 22 are rigid, but preferably arranged interchangeably on the rotating part 19, the exemplary embodiments according to FIGS. 3 and 4 provide that the limiting stops 22 are arranged on the rotating part 19 in an adjustable and adjustable manner. It is therefore possible both times to continuously adjust the stop position of the respective limit stops with respect to the rotating part 19, which increases the flexibility of the entire system.
  • the stops 22 are set manually.
  • they are rod-shaped or pin-shaped and provided with an external thread 33 with which they can be screwed into a corresponding threaded bore 34 of the rotating part 19.
  • the locking can take place via a lock nut 35, which runs on the external thread 33 and can be countered against an extension 36 of the threaded bore 34.
  • the respective limit stop 22 expediently carries an external polygon, which permits the attack of a screwing tool.
  • each of the limit stops 22 is assigned a separate adjusting device 38, which is expediently integrated in the drum-shaped rotating part 19 (shown in dashed lines).
  • This adjustment device works in particular on an electro-mechanical basis, for example via an electric motor or an electro-magnetic valve, the corresponding supply lines being indicated at 39.
  • the two magnet arrangements 14, 15 in each case from ring magnets arranged successively in the axial direction, it being possible in particular for magnetizable intermediate disks to be arranged between axially adjacent ring magnets.
  • an axial polarization is expediently chosen, with pole ends of the same name of adjacent ring magnets facing each other within a respective magnet arrangement.
  • the opposite ends of the poles of the inner and outer magnet arrangements 14, 15 are radially opposite each other.

Abstract

Es handelt sich um eine kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer Vorrichtung zur Hubbegrenzung. Es ist ein Zylinder (1) vorhanden, der ein Zylinderrohr (2) enthält, in dem sich ein druckmittelbetätigt verschiebbarer, als Antriebsteil (4) ausgebildeter Kolben befindet. Es ist mit einer inneren Mitnehmer-Magnetanordnung (14) versehen. Außen am Zylinderrohr (2) befindet sich ein mit einer äußeren Mitnehmer-Magnetanordnung (15) versehenes Abtriebsteil (10), und die beiden Teile (4, 10) sind magnetisch miteinander gekoppelt. Die Vorrichtung zur Hubbegrenzung (17) ist außen am Zylinder (1) angeordnet und arbeitet mit dem Abtriebsteil (10) zusammen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine eine Vorrichtung zur Hub­begrenzung aufweisende kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-­Anordnung, mit einem Zylinder, der ein durch Zylinder­deckel verschlossenes Zylinderrohr enthält, in dem sich ein druckmittelbetätigt verschiebbarer, ein Antriebs­teil bildender Kolben mit einer inneren Mitnehmer-Magnet-­Anordnung befindet, dem ein außen am Zylinderrohr ver­schiebar angeordnetes, mit einer zu transportierenden Last verbindbares Abtriebsteil mit einer äußeren Mit­nehmer-Magnetanordnung zugeordnet ist, wobei das Abtriebs­teil über die Magnetanordnungen an das Antriebsteil mit diesem mitbewegbar magnetisch gekoppelt ist.
  • Kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnungen werden vor allem dann verwendet, wenn relativ große Hublängen zu überwinden sind und wenn aus dem Zylinder heraus­ragende Kolbenstangen nicht toleriert werden können. Durch Druckbeaufschlagung des einen oder anderen vom Kolben im Inneren des Zylinderrohres druckdicht abge­trennten Arbeitsraumes läßt sich der Kolben, der ein Antriebsteil bildet, in gewünschter Weise verschieben, wobei gleichzeitig eine fest mit ihm verbundene innere Mitnehmer-Magnetanordnung mitbewegt wird. Außen am Zylin­derrohr befindet sich ein insbesondere hülsenförmiges Abtriebsteil, das das Antriebsteil koaxial umgibt und mit einer komplementären äußeren Mitnehmer-Magnetanordnung ausgestattet ist. Durch die magnetische Kopplung sind das Antriebsteil und das Abtriebsteil kraftschlüssig mitbewegbar miteinander verbunden, und die Bewegung des Antriebsteils wird unmittelbar beim Abtriebsteil nachvollzogen. Eine zu transportierende Last kann am Abtriebsteil befestigt werden.
  • Um die aus Antriebsteil und Abtriebsteil bestehende Bewegungseinheit in den Endstellungen abzubremsen, sind bisherige Vorrichtungen zur Hubbegrenzung in Gestalt einfacher Anschläge ausgestaltet, die von den ins Rohr-­Innere weisenden Innenseiten der Zylinderdeckel gebildet sind. Das Antriebsteil läuft in den beiden möglichen Endstellungen auf den zugeordneten Zylinderdeckel auf und wird dadurch angehalten. Nachteilig hierbei ist, daß eine Variation des jeweiligen Hubweges nicht möglich ist, obwohl dies bei verschiedenen Anwendungsbereichen wünschenswert wäre, z. B. um eine zu transportierende Last in abweichenden Endstellungen zu positionieren.
  • Es ist daher das Ziel der Erfindung, eine Kolben-Zylinder-­Anordnung gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine kostengünstig herstellbare, einfach aufgebaute Vorrichtung zur Hubbegrenzung enthält, mit der die End­stellungen der aus Antriebsteil und Abtriebsteil be­stehenden Bewegungseinheit variabel gestaltet werden können.
  • Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Vorrichtung zur Hubbegrenzung außen am Zylinder angeordnet ist und mit dem Abtriebsteil zusammenarbeitet. Auf diese Weise läßt sich die Vorrichtung zur Hubbegrenzung bedarfs­gemäß an der jeweils gewünschten Stelle außen am Zylinder positionieren, und die Bewegungseinheit erfährt eine Hubbegrenzung, indem das außen am Zylinderrohr laufende Abtriebsteil mit der Hubbegrenzungsvorrichtung zusammen­ arbeitet. Ohne aufwendige Eingriffe in das Innere der Kolben-Zylinder-Anordnung erhält man dadurch eine Vor­richtung zur Hubbegrenzung einfachen und kostengünstigen Aufbaues, wobei jedwede Kolben-Zylinder-Anordnung der betreffenden Art problemlos nachgerüstet werden kann.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung zur Hubbegrenzung so ausgestaltet, daß verschiedene Endstellungen des Abtriebsteils in einer Bewegungsrichtung gesehen vorgeb­bar sind, was die Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Hubbegrenzung weiter vergrößert.
  • Die Vorrichtung zur Hubbegrenzung enthält zweckmäßiger­weise mindestens einen Begrenzungsanschlag, der in der Bewegungsbahn einer mit dem Abtriebsteil mitbewegbar und insbesondere fest verbundenen Aufprallpartie anorden­bar ist, wobei vorzugsweise mehrere in bezug zueinander unterschiedliche Anschlagpositionen vorgebende Begrenzungs­anschläge vorhanden sind, die zur wahlweisen Vorgabe verschiedener Endstellungen des Abtriebsteils wechsel­weise in der Bewegungsbahn der Aufprallpartie anordenbar sind. Im letzteren Falle kann die Vorrichtung zur Hub­begrenzung ortsfest gegenüber dem Zylinder verbleiben, und durch eine einfache Veränderung der Stellung der Begrenzungsanschläge läßt sich die Endstellung der Be­wegungseinheit problemlos variieren.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Begrenzungsanschläge an einem neben dem Zylinder angeordneten drehbaren Drehteil angeordnet sind, mit dem durch Drehung jeder Begrenzungs­anschlag in einer in die Bewegungsbahn der Aufprallpartie des Abtriebsteils ragenden Hubbegrenzungsposition posi­tionierbar ist. Man erhält dadurch praktisch einen Revolver­anschlag, der bei einfacher Konstruktion zuverlässig arbeitet. Besonders günstig auf die Lagerbeanspruchung des Drehteils wirkt es sich aus, wenn dessen Drehachse parallel zur Bewegungsrichtung des Abtriebsteils verläuft. Bei einer besonders kompakten Ausführungsform ist das Drehteil in Gestalt einer Scheibe oder einer Trommel ausgebildet. Vorzugsweise sind ferner die Begrenzungs­anschläge entlang einer Kreislinie insbesondere gleich­mäßig verteilt angeordnet, was auf engstem Raume die Anordnung einer Mehrzahl von Begrenzungsanschlägen erlaubt, ohne daß eine gegenseitige Behinderung stattfindet.
  • Es ist zweckmäßig, wenn die Begrenzungsanschläge in Richtung zum Abtriebsteil insbesondere ausgehend vom Drehteil je nach gewünschter Endstellungsvorgabe mehr oder weniger weit wegragen und dadurch eine jeweilige Anschlagposition vorgeben. Hierbei sind die Begrenzungs­anschläge insbesondere verstellbar, so daß die Anschlag­position eines jeweiligen Begrenzungsanschlages stufenlos und feinfühlig einstellbar ist. Es ist somit möglich, durch Drehung des Drehteils und entsprechende Positionie­rung der Begrenzungsanschläge eine grobe Voreinstellung einer jeweiligen Anschlagposition vorzunehmen und mittels der Verstellbarkeit der Begrenzungsanschläge gegenüber dem Drehteil eine zusätzliche Feineinstellung zu reali­sieren.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn den Begrenzungs­anschlägen und insbesondere jedem einzelnen dieser Be­grenzungsanschläge eine zweckmäßigerweise elektrisch oder elektromagnetisch arbeitende Verstelleinrichtung zur Einstellung der Anschlagposition zugeordnet ist, die insbesondere im oder am Drehteil angeordnet ist. Ohne Unterbrechung der Arbeitsabläufe der Kolben-Zylinder-­Anordnung läßt sich somit quasi ferngesteuert eine Fein­regulierung der jeweiligen Anschlagposition vornehmen.
  • Die Begrenzungsanschläge sind zweckmäßigerweise stab- oder stiftförmig ausgebildet und können zur Verstellung gegenüber dem Drehteil im Rahmen einer Schraubverbindung an diesem angeordnet sein.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Drehen des Drehteils zur Positionierung der einzelnen Begrenzungs­anschläge in der Hubbegrenzungsposition auf motorischem Wege, wobei vor allem die Verwendung eines Schrittschalt­motors zweckmäßig ist, bei dem die Schaltschritte ins­besondere den Teilungsabständen der Begrenzungsanschläge entsprechen.
  • Die Aufprallpartie kann sich an einem im wesentlichen radial vom Abtriebsteil wegragenden Anschlagteil befinden.
  • Den Anforderungen entsprechend ist es möglich, für jede der möglichen Bewegungsrichtungen der Bewegungseinheit oder aber auch nur für eine dieser möglichen Bewegungs­richtungen eine Vorrichtung zur Hubbegrenzung vorzusehen. Diese Vorrichtung befindet sich zweckmäßigerweise im Bereich des jeweiligen Zylinderdeckels und kann an diesem fest angebracht sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
    • Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung- in schematischer Darstellung in Blickrichtung gemäß Pfeil I aus Fig. 2,
    • Fig 2 einen Querschnitt durch die Ausführungsform aus Fig. 1 gemäß der dortigen Schnittlinie II- II,
    • Fig 3 ein Detail einer einfachen Ausführungsform der Vorrichtung zur Hubbegrenzung im Längs­schnitt und
    • Fig. 4 ein Detail einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Hubbegrenzung, ebenfalls im Längsschnitt und stark schematisiert.
  • Zunächst soll unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung beschrieben werden. Sie umfaßt einen Zylinder 1, der ein im Querschnitt bevorzugt kreis­förmiges Zylinderrohr 2 enthält und zwei die beiden axialen Rohröffnungen druckdicht verschließende Zylinder­deckel 3 aufweist. Im Innern des Zylinderrohres befindet sich ein nachfolgend als Antriebsteil 4 bezeichneter Kolben, der das Rohr-Innere in zwei Arbeitsräume 5, 5′ druckdicht unterteilt. Beide Arbeitsräume 5, 5′ stehen jeweils mit einem Druckmittelanschluß 6, 6′ in Verbindung, der an eine nicht näher dargestellte Druckmittelquelle bzw. -senke anschließbar ist und über einen Kanal 7, 7′ im Innern des jeweiligen Zylinderdeckels 3 mit dem zugeordneten Arbeitsraum 5, 5′ kommuniziert. Durch ge­eignete Zufuhr und Abfuhr eines pneumatischen Druck­mediums über die Druckmittelanschlüsse 6, 6′ läßt sich eine Verschiebebewegung des Antriebsteils 4 in Längs­richtung 8 des Zylinderrohrs 2 erzeugen, die beiden möglichen Bewegungsrichtungen sind durch den zur Längs­richtung 8 parallel verlaufenden Doppelpfeil 9 angedeutet. In Anpassung an die Kontur des Zylinderrohrs 2 hat das Antriebsteil 4 im wesentlichen zylindrische Gestalt.
  • Außen am Zylinderrohr 2 befindet sich ein Abtriebsteil 10, das vorzugsweise als das Zylinderrohr 2 umschließender hohlzylindrischer Körper ausgebildet ist, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Seine Länge entspricht im wesentlichen derjenigen des Antriebsteils 4, wobei sich Antriebsteil 4 und Abtriebsteil 10 einander ko­axial umschließend radial gegenüberliegen. Das Abtriebs­teil 10 ist entsprechend Doppelpfeil 9 verschiebbar am Zylinderrohr 2 gelagert.
  • Wesentlich für die Funktionsfähigkeit der Kolben-Zylinder-­Anordnung ist nun ferner, daß das Antriebsteil 4 mit einer inneren Mitnehmer-Magnetanordnung 14 versehen ist und das außen angeordnete Abtriebsteil über eine äußere Mitnehmer-Magnetanordnung 15 verfügt. Damit ist gewährleistet, daß das Antriebsteil 4 und das Abtriebs­teil 10 auf magnetische Weise kraftschlüssig miteinander mitbewegbar aneinandergekoppelt sind, so daß die Antriebs­bewegung des Antriebsteils 4 direkt auf das Abtriebsteil 10 übertragen wird, das somit eine entsprechende Bewegung ausführt. Da das Abtriebsteil 10 dafür geeignet ist, eine nicht näher dargestellte Last aufzunehmen, ist es mithin möglich, mit Hilfe der Anordnung einen Lasten­tansport über eine relativ große Strecke vorzunehmen.
  • Besonders günstig hinsichtlich der wirkenden Magnetkraft ist eine Ausgestaltung der abgebildeten Art, bei der beide Magnetanordnungen einen hohlzylindrischen Aufbau aufweisen und einander koaxial umschließen. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich, ohne das Prinzip der Erfindung zu verlassen, wie auch überhaupt die dargestellte Anordnungsform lediglich ein mögliches Beispiel einer beim Prinzip der Erfindung verwendbaren kolbenstangenlosen Kolben-Zylinder-Anordnung zeigt.
  • Um den möglichen Hubbereich bzw. Hubweg der aus Antriebs­teil 4 und Abtriebsteil 10 bestehenden Bewegungseinheit 16 zu variieren, ist der kolbenstangenlosen Kolben-­Zylinder-Anordnung erfindungsgemäß eine Vorrichtung zur Hubbegrenzung 17 zugeordnet, die sich außen am Zylinder 1 befindet und die mit dem Abtriebsteil 10 zusammenarbeitet. Dadurch läßt sich unabhängig vom maxi­malen Verschiebeweg, der insbesondere durch den Abstand der beiden Zylinderdeckel 3 voneinander vorgegeben ist, eine Änderung des Hubes der Bewegungseinheit 16 vor­nehmen, die den jeweiligen Gegebenheiten entsprechend ausfallen wird und z.B. dazu Verwendung finden kann, eine zu transportierende, am Abtriebsteil 10 hängende Last an einer bestimmten Stelle zu positionieren.
  • Von Vorteil ist hierbei, daß die Vorrichtung zur Hub­begrenzung 17 z.B. in Art eines Zusatzteils am Zylinder 1 befestigbar ist, was auch eine Nachrüstung älterer Modelle von Kolben-Zylinder-Anordnungen gestattet. Es ist des weiteren nicht notwendigerweise erforderlich, daß die Vorrichtung zur Hubbegrenzung 17 in Verbindung mit der Kolben-Zylinder-Anordnung steht, wie dies beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 der Fall ist, es kann sich vielmehr auch um eine separate, neben der Anordnung befindliche Einheit handeln, die in beliebigen Relativstellungen gegenüber dem Zylinder 1 anordenbar ist. Dies erlaubt ein einfaches Verstellen der Vorrichtung 17.
  • Gemäß Fig. 1 und 2 ist die Vorrichtung zur Hubbegrenzung 17 fest und lösbar am Zylinder 1 angeordnet, wobei auch hier die Möglichkeit besteht, die Lage gegenüber dem Zylinder in Axialrichtung 8 zu ändern. Die Vorrichtung 17 kann z.B. mittels einer nicht näher dargestellten Klemmeinrichtung an beliebiger Stelle des Zylinders bzw. Zylinderrohres lösbar festgelegt werden.
  • In Abweichung vom dargestellten Ausführungsbeispiel bei dem die Vorrichtung zur Hubbegrenzung lediglich in einer Bewegungsrichtung der Bewegungseinheit 16 wirksam ist, ist es auch möglich, eine weitere derartige Vor­richtung zur Hubbegrenzung an der gegenüberliegenden Seite anzubringen, so daß eine zweimalige Hubbegrenzung in beiden Richtungen durchführbar ist. Dies hat vor allem bei axialer Verstellbarkeit der Vorrichtungen 17 den Vorteil, daß der Hubbereich auf einen beliebigen Rohrlängen­ abschnitt des Zylinderrohrs 2 begrenzt werden kann.
  • Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 hat den be­sonderen Vorteil, daß mit der dort abgebildeten Vorrich­tung zur Hubbegrenzung 17 verschiedene Endstellungen des Abtriebsteils 10 und damit der gesamten Bewegungs­einheit 16 vorgebbar sind. Und zwar beziehen sich sämt­liche diese Endstellungen auf die eine Bewegungsrichtung, die zur Vorrichtung 17 hin gerichtet ist. Diese Variation der möglichen Endstellungen erhält man hier vorteil­hafterweise,ohne daß die Vorrichtung 17 insgesamt verstellt werden müßte, was die Handhabung wesentlich vereinfacht und beschleunigt.
  • Gemäß Fig. 1 und 2 enthält die Vorrichtung zur Hubbe­grenzung 17 ein Gehäuse 18, das über einen Halter 13 mit dem einen Zylinderdeckel 3 fest verbunden ist. Der dem gegenüberliegenden Zylinderdeckel 3 zugewandten Seite des Gehäuses 18 ist ein Drehteil 19 zugeordnet, das über eine Antriebsachse 20 im Gehäuse 18 drehbar gelagert ist. Die Drehachse 21 verläuft bevorzugt par­allel zur Längsrichtung 8 des Zylinderrohrs 2. Am Drehteil 19 sind nun an der der Bewegungseinheit 16 zugewandten Axialseite mehrere Begrenzungsanschläge 22 angeordnet. Sie sind entlang einer Kreislinie 23 bevorzugt gleich­mäßig verteilt am Drehteil 19 festgelegt, wobei die Kreislinie 23 in Axialrichtung 8, 21 gesehen die Bewegungs­bahn 24 einer mit dem Abtriebsteil 10 fest verbundenen Aufprallpartie 25 schneidet. Durch Wahl der jeweiligen Drehstellung des Drehteils 19 kann somit jeweils einer der Begrenzungsanschläge 22 in der Bewegungsbahn 24 der Aufprallpartie 25 angeordnet werden, wobei diese Stellung der Begrenzungsanschläge 22 nachfolgend als Hubbegrenzungsposition 29 bezeichnet werden soll.
  • Beim Ausführungsbeispiel trägt das Drehteil 19 fünf Stück von entlang der Kreislinie 23 gleichmäßig verteilten Begrenzungsanschlägen 22, die zweckmäßigerweise stab­förmig ausgebildet sind und vom Drehteil wegragen, wobei sie parallel zur Drehachse 21 ausgerichtet sind. Die Länge der einzelnen Begrenzungsanschläge 22 untereinander ist unterschiedlich, so daß jeder Begrenzungsanschlag 22 eine bestimmte Anschlagposition vorgibt. Je nachdem, welcher der Begrenzungsanschläge 22 sich nun in der Hubbegrenzungsposition 29 befindet, nimmt das Abtriebs­teil 10 beim Aufprall eine Endstellung ein, die mehr oder weniger weit vom zugeordneten Zylinderdeckel 3 entfernt ist. Es ist also möglich, durch Drehung des Drehteils 19 wechselweise bzw. wahlweise den einen oder anderen Begrenzungsanschlag 22 in die Hubbegrenzungs­position 29 zu bringen, so daß die beim jeweiligen Einsatz­fall gewünschte Endstellung der Bewegungseinheit 16 relativ gegenüber dem Zylinder 1 eingenommen wird. Das Drehteil 19 stellt also zusammen mit den Begrenzungs­anschlägen 22 praktisch einen Revolveranschlag dar, der sich durch eine zuverlässige Funktionsweise bei einfachem Aufbau auszeichnet.
  • Die Aufprallpartie 25 kann unmittelbar am Abtriebsteil 10 angeordnet sein, z.B. an der zugewandten ringförmigen Stirnfläche ihres Hülsenkörpers. Demgegenüber ist beim Ausführungsbeispiel beim Abtriebsteil 10 ein zusätzliches Aufprallteil 30 vorgesehen, das laschenförmig ausgebildet ist und in Radialrichtung nach außen hin absteht. Es weist in die gleiche Richtung wie die Vorrichtung 17 mit Bezug zum Zylinder 2 gesehen, wobei bevorzugt eine Anordnung gewählt ist, bei der in der Gebrauchslage der Kolben-Zylinder-Anordnung sowohl die Hubbegrenzungs­vorrichtung 17 als auch das Aufprallteil 30 vertikal nach unten weisen. Es ist auch möglich, das Aufprallteil 30 in Gestalt eines ringförmigen, das Zylinderrohr um­gebenden Kragens auszugestalten, so daß unabhängig von der jeweiligen Drehlage des Abtriebsteils 10 gegenüber dem Zylinderrohr 2 gewährleistet ist, daß die am Aufprall­teil 30 angeordnete Aufprallpartie 25 den gewünschten Begrenzungsanschlag 22 trifft.
  • Bei der im Ausführungsbeispiel abgebildeten besonders günstigen Anordnung ist das Drehteil 19 trommelförmig ausgebildet, was den erforderlichen Platzbedarf ver­ringert.
  • Von Vorteil ist auch, wenn die Drehung des Drehteils 19, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2, motorisch erfolgt, wobei das Steuersignal für den Motor ferngesteuert erfolgen kann. Ein entsprechender Signal­geber ist in Fig. 2 bei 31 angedeutet. Als Antriebs­motor findet bevorzugt ein in Fig. 1 gestrichelt ange­deuteter Schrittschaltmotor 32 Verwendung, der insbe­sondere im Gehäuse 18 angeordnet ist und der z.B. über elektrische Leitungen 40 mit der Einheit 31 verbunden sein kann. Auf diese Weise läßt sich das Drehteil schritt­weise weitertakten, so daß eine zuverlässige Positionie­rung des jeweiligen Anschlags 22 in der Hubbegrenzungs­position 29 möglich ist. Es ist dabei zweckmäßig, die Schaltschritte entsprechend der durch die Anschläge 22 vorgenommenen Unterteilung der Kreislinie 23 einzu­stellen, so daß sich Nachjustierungen erübrigen.
  • Während beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 die Begrenzungsanschläge 22 starr, jedoch vorzugsweise auswechselbar am Drehteil 19 angeordnet sind, sehen die Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 3 und 4 vor, daß die Begrenzungsanschläge 22 verstellbar und einstellbar am Drehteil 19 angeordnet sind. Es ist daher beide Male möglich, die Anschlagposition der jeweiligen Begrenzungs­anschläge stufenlos mit Bezug auf das Drehteil 19 einzu­stellen, was die Flexibilität des gesamten Systems erhöht.
  • Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3, in der ein Aus­schnitt der Vorrichtung 17 im Bereich eines Begrenzungs­anschlages 22 abgebildet ist, erfolgt die Einstellung der Anschläge 22 manuell. Zu diesem Zweck sind sie stab- bzw. stiftförmig ausgebildet und mit einem Außengewinde 33 versehen, mit dem sie in einer entsprechenden Gewinde­bohrung 34 des Drehteils 19 verschraubbar sind. Das Feststellen kann über eine Kontermutter 35 erfolgen, die auf dem Außengewinde 33 läuft und gegen einen Ver­längerungsfortsatz 36 der Gewindebohrung 34 konterbar ist. Am der Aufprallpartie 25 zugewandten Stirnbereich 37 trägt der jeweilige Begrenzungsanschlag 22 zweck­mäßigerweise einen Außenmehrkant, der den Angriff eines Schraubwerkzeuges gestattet.
  • Demgegenüber sieht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4, die eine der Fig. 3 entsprechende Darstellungsweise be­inhaltet, eine nichtmanuelle Verstellmöglichkeit der Begrenzungsanschläge 22 vor. Hier ist vielmehr einem jeden der Begrenzungsanschläge 22 eine separate Verstell­einrichtung 38 zugeordnet, die zweckmäßigerweise in das trommelförmige Drehteil 19 integriert ist (gestrichelt dargestellt). Diese Verstelleinrichtung arbeitet ins­besondere auf elektro-mechanischer Basis, z.B über einen Elektromotor oder ein Elektro-Magnetventil wobei die entsprechenden Zuleitungen bei 39 angedeutet sind.
  • Beide Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 3 und 4 ermöglichen daher zusätzlich zu der durch Drehung des Drehteils 19 ausführbaren Grobverstellung der jeweils gewünschten Anschlagposition eine Feineinstellung, indem der jeweilige Begrenzungsanschlag 22 zusätzlich mit Bezug auf das Drehteil 19 in Axialrichtung, d. h. in Richtung der Bewegungsbahn 24, verstellbar ist.
  • In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Hubbegrenzung 17 ist es besonders vorteilhaft, die beiden Magnetanordnungen 14, 15 jeweils aus in Axial­richtung aufeinanderfolgend angeordneten Ringmagneten aufzubauen, wobei zwischen axial benachbarten Ringmagneten insbesondere magnetisierbare Zwischenscheiben angeordnet sein können. Zweckmäßigerweise wird jeweils eine axiale Polarisierung gewählt, wobei innerhalb einer jeweiligen Magnetanordnung gleichnamige Polenden benachbarter Ring­magnete einander zugewandt sind. Außerdem ist es zweck­mäßig, wenn sich jeweils ungleichnamige Polenden der inneren und äußeren Magnetanordnungen 14, 15 radial gegenüberliegen. Man erreicht dadurch eine extrem hohe Kraftkopplung, die auch bei stärkstem Aufprall auf die Vorrichtung zur Hubbegrenzung 17 unter keinen Umständen abreißen kann.

Claims (16)

1. Eine Vorrichtung zur Hubbegrenzung aufweisende kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnung, mit einem Zylinder, der ein durch Zylinderdeckel verschlossenes Zylinderrohr enthält, in dem sich ein druckmittelbetätigt verschiebbarer, ein Antriebsteil bildender Kolben mit einer inneren Mitnehmer-MagnetAnordnung befindet, dem ein außen am Zylinderrohr verschiebar angeordnetes, mit einer zu transportierenden Last verbindbares Abtriebs­teil mit einer äußeren Mitnehmer-Magnetanordnung zugeord­net ist, wobei das Abtriebsteil über die Magnetanordnungen an das Antriebsteil mit diesem mitbewegbar magnetisch gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Hubbegrenzung (17) außen am Zylinder (1) angeordnet ist und mit dem Abtriebsteil (10) zusammenarbeitet.
2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorrichtung zur Hubbe­grenzung (17) verschiedene Endstellungen des Abtriebs­teils (10) in einer Bewegungsrichtung (9) gesehen vorgeb­bar sind.
3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Hub­begrenzung (17) mindestens einen Begrenzungsanschlag (22) aufweist, der in der Bewegungsbahn (24) einer mit dem Abtriebsteil (10) mitbewegbar und insbesondere fest verbundenen Aufprallpartie (25) anordenbar ist.
4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Hubbegrenzung (17) mehrere in bezug zueinander unterschiedliche Anschlag­positionen vorgebende Begrenzungsanschläge (22) aufweist, die zur wahlweisen Vorgabe verschiedener Endstellungen des Abtriebsteils (10) wechselweise in der Bewegungs­bahn (24) der Aufprallpartie (25) anordenbar sind.
5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (22) an einem neben dem Zylinder (1) angeordneten dreh­baren Drehteil (19) angeordnet sind, mit dem durch Drehung jeder der Begrenzungsanschläge (22) in einer in die Bewegungsbahn (24) der Aufprallpartie (25) des Abtriebs­teils (10) ragenden Hubbegrenzungsposition (29) posi­tionierbar ist.
6. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (21) des Drehteils (19) parallel zur Bewegungsrichtung (9) des Abtriebsteils (10) verläuft.
7. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (19) die Gestalt einer Scheibe oder Trommel aufweist.
8. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungs-­anschläge (22) entlang einer Kreislinie (23) insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
9. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungs­anschläge (22) insbesondere vom Drehteil (19) in Richtung zum Abtriebsteil (10) je nach gewünschter Endstellungs­vorgabe mehr oder weniger weit wegragen und dadurch eine jeweilige Anschlagposition vorgeben.
10. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (22) ver­stellbar insbesondere am Drehteil (19) angeordnet sind, derart, daß die Anschlagposition eines jeweiligen Be­grenzungsanschlages (22) zweckmäßigerweise stufenlos separat einstellbar ist.
11. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß den Begrenzungs­anschlägen (22) und insbesondere jedem einzelnen der Begrenzungsanschläge (22) eine zweckmäßigerweise elektrisch oder elektro-mechanisch arbeitende Verstelleinrichtung (38) zur Einstellung der Anschlagposition zugeordnet ist, die insbesondere im oder am Drehteil (19) angeordnet ist.
12. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungs­anschläge (22) stab- oder stiftförmig ausgebildet sind und zur Verstellung gegenüber dem Drehteil (19) zweck­mäßigerweise im Rahmen einer Schraubverbindung (33, 34) am Drehteil (19) angeordnet sind.
13. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehen des Drehteils (19) zur Positionierung der einzelnen Begren­zungsanschläge (22) in der Hubbegrenzungsposition (29) motorisch erfolgt, zu welchem Zweck dem Drehteil (19) vorzugsweise ein Schrittschaltmotor (32) zugeordnet ist, bei dem die Schaltschritte insbesondere den Teilungs­abständen zwischen den einzelnen Begrenzungsanschlägen (22) entsprechen.
14. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallpartie (25) an einem im wesentlichen radial vom Abtriebsteil (10) wegragenden, z. B. laschen- oder ringförmigen Aufprall­teil (30) angeordnet ist.
15. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, durch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Hubbegrenzung (17) für eine oder für beide Hubrich­tungen (9) des Abtriebsteils (10) vorhanden ist.
16. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweilige Vorrichtung zur Hubbegrenzung (17) im Bereich eines Zylinderdeckel (3) des Zylinders (1) angeordnet und vorzugsweise fest an diesem angebracht ist.
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