EP0346504B1 - 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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EP0346504B1
EP0346504B1 EP88109346A EP88109346A EP0346504B1 EP 0346504 B1 EP0346504 B1 EP 0346504B1 EP 88109346 A EP88109346 A EP 88109346A EP 88109346 A EP88109346 A EP 88109346A EP 0346504 B1 EP0346504 B1 EP 0346504B1
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EP
European Patent Office
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piston
cylinder
assembly according
stroke
cylinder assembly
Prior art date
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Kurt Dipl.-Ing. Stoll
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Festo SE and Co KG
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Priority to AT88109346T priority patent/ATE72022T1/de
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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 rodless piston-cylinder arrangement with a cylinder which contains a cylinder tube which is closed by a cylinder cover and in which there is a piston which can be actuated by pressure medium and which forms a drive part and has an inner driver magnet arrangement and which has an externally displaceably arranged on the cylinder tube.
  • An output part that can be connected to a load to be transported is assigned with an external driver magnet arrangement, the output part being magnetically coupled to the drive part with the drive part via the magnet arrangements, and with a stroke limiting device arranged on the outside of the cylinder and cooperating with the output part the movement path of an impact section arranged movably connected to the driven part has limit stops.
  • 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, 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 outer driver-magnet arrangement. Because of 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.
  • a rodless piston-cylinder arrangement based on this functional principle of the type mentioned at the outset is described in GB-A-2 187 507. It is equipped with an external stroke limitation device in order to be able to variably specify the axial position assumed by the driven part at the end of the stroke. It has adjustable limit stops designed as threaded bolts which protrude into the movement path of an impact section which is provided on a housing of the driven part.
  • the stroke limiting device is designed as a turret stop and, for this purpose, has a plurality of limiting stops which are effective in the same direction of movement of the driven part and which alternately in one for the predetermined specification of different end positions of the driven part Stroke limiting position can be arranged in the movement path of the impact section, that the turret stop on the cylinder is fixed in such a way that its axis of rotation runs parallel to the direction of movement of the driven part, and that the turret stop is assigned a drive motor for motorized positioning of the limit stops in the respective stroke limiting position.
  • the fact that the turret stop is arranged directly on the cylinder results in an extremely compact, uniformly manageable unit that can be easily installed at the respective place of use without the need for complex adjustments on the part of the relative position between the cylinder and the turret stop.
  • the alignment of the axis of rotation of the turret stop, which is parallel to the direction of movement of the driven part, has a positive effect in this connection, above all on the bearing load. All in all, there is an extremely compact rodless piston-cylinder arrangement with an integrated turret stop, which enables extremely variable operation with easy handling.
  • Turret stops are generally known in the field of machine tool construction. Your attachment to a cylinder for the purpose A variable stroke limitation was not previously planned, however.
  • the drive motor of the turret stop is designed as a stepping motor, reliable positioning of the limit stops can be achieved without complex control.
  • the turret stop can be actuated, for example, depending on specific stroke positions of the driven part.
  • At least one limit stop for fine adjustment of the stop position specified by it is adjustable and adjustable in the direction of movement of the driven part. It is thus possible to carry out a rough adjustment by actuating the turret stop and corresponding positioning of the limit stops and to achieve a particularly fine adjustment with the limit stops which are additionally adjustable relative to the turret stop.
  • the fine adjustment is preferably carried out non-manually via an adjustment device, so that remote-controlled fine adjustment can be carried out if necessary.
  • an adjustment device One is particularly variable in this context if each limit stop has its own adjustment device.
  • the adjustable stroke range can be changed of the stripping section can be set even more flexibly.
  • an embodiment is also advantageous in which there is a separate stroke limiting device for each stroke direction of the driven part.
  • 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 On the outside of the cylinder tube 2 there is 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 surrounding 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 more 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.
  • a stepping motor 32 indicated by dashed lines in FIG. 1 is preferably used as the drive motor, which is arranged in particular in the housing 18 and which e.g. can be connected to the unit 31 via electrical lines 40.
  • the rotary part can continue to clock, so that a reliable positioning of the respective stop 22 in the stroke limitation 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 to construct the two magnet arrangements 14, 15 in each case from ring magnets arranged one after the other 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.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine 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 verschiebbar 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, und mit einer außen am Zylinder angeordneten, mit dem Abtriebsteil zusammenarbeitenden Hubbegrenzungs-Vorrichtung, die in der Bewegungsbahn einer mit dem Abtriebsteil mitbewegbar verbundenen Aufprallpartie angeordnete Begrenzungsanschläge aufweist.
  • 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 Innern 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.
  • Eine auf diesem Funktionsprinzip basierende kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnung der eingangs genannten Art ist in der GB-A-2 187 507 beschrieben. Sie ist mit einer externen Hubbegrenzungs-Vorrichtung ausgestattet, um die vom Abtriebsteil am Ende des Hubes eingenommene Axialposition variabel vorgeben zu können. Sie verfügt über als Gewindebolzen ausgebildete verstellbare Begrenzungsanschläge, die in die Bewegungsbahn einer Aufprallpartie ragen, die an einem Gehäuse des Abtriebsteils vorgesehen ist.
  • Soll eine vorgegebene Hubendlage verändert werden, so erfordert dies jeweils ein manuelles Verstellen der Begrenzungsanschläge. Dies ist relativ zeitaufwendig und läßt sich während des Betriebes der Anordnung praktisch nicht durchführen. Auch hat jede Neueinstellung der Begrenzunganschläge zur Folge, daß die vorherige Einstellung verlorengeht. Ein rascher Wechsel zwischen reproduzierbar vorgegebenen Einstellwerten ist somit nicht oder nur mit großem Aufwand möglich.
  • Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Kolben-Zylinder-Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei kompaktem Aufbau und einfacher Handhabbarkeit rasche Änderungen hinsichtlich der Vorgabe der Hubendlagen des Abtriebsteils möglich sind.
  • Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß die Hubbegrenzungs-Vorrichtung als Revolveranschlag ausgebildet ist und hierzu mehrere, bei derselben Bewegungsrichtung des Abtriebsteils wirksame Begrenzungsanschläge aufweist, die zur wahlweisen Vorgabe verschiedener Endstellungen des Abtriebsteils wechselweise in einer Hubbegrenzungsposition in der Bewegungsbahn der Aufprallpartie anordenbar sind, daß der Revolveranschlag am Zylinder derart festgalegt ist, daß seine Drehachse parallel zur Bewegungsrichtung des Abtriebsteils verläuft, und daß dem Revolveranschlag ein Antriebsmotor zur motorischen Positionierung der Begrenzungsanschläge in die jeweilige Hubbegrenzungsposition zugeordnet ist.
  • Auf diese Weise lassen sich für das Abtriebsteil bei Bedarf und mit nur minimalem Zeitaufwand unterschiedliche Hubendstellungen vorgeben. Es wird jeweils nur einer der beim Revolveranschlag vorhandenen Begrenzungsanschläge in die Bewegungsbahn der Aufprallpartie positioniert. Das Positionieren erfolgt motorisch, so daß es nicht erforderlich ist, daß eine Bedienperson in den Arbeitsbereich der Anordnung greift. Außerdem ist es dadurch möglich, die Positionierung des Revolveranschlages über eine externe Steuerung zu beeinflussen. Es ist ferner von Vorteil, daß jetzt die einmal eingestellten Anschlagpositionen auch bei vorübergehender Änderung unverlierbar festgehalten sind, so daß aufwendiges Nachjustieren entfällt. Dadurch, daß der Revolveranschlag direkt am Zylinder angeordnet ist, ergibt sich eine äußerst kompakte, einheitlich handhabbare Baueinheit, die problemlos am jeweiligen Einsatzort montiert werden kann, ohne daß aufwendige Justierungen seitens der Relativposition zwischen Zylinder und Revolveranschlag nötig werden. Die parallel zur Bewegungsrichtung des Abtriebsteils erfolgte Ausrichtung der Drehachse des Revolveranschlages wirkt sich in diesem Zusammenhang positiv vor allem auf die Lagerbeanspruchung aus. Insgesamt liegt also eine äußerst kompakte kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnung mit integriertem Revolveranschlag vor, was bei problemloser Handhabung einen äußerst variablen Betrieb ermöglicht.
  • Zwar sind Revolveranschläge auf dem Gebiet des Werkzeugmaschinenbaus allgemein bekannt. Ihr Anbau an einen Zylinder zum Zwecke einer variablen Hubbegrenzung war bisher allerdings noch nicht vorgesehen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Wenn der Antriebsmotor des Revolveranschlages als Schrittschaltmotor ausgebildet ist, läßt sich ohne aufwendige Ansteuerung eine zuverlässige Positionierung der Begrenzungsanschläge erzielen.
  • Wenn ein Signalgeber zur ferngesteuerten Betätigung des Antriebsmotors vorhanden ist, läßt sich der Revolveranschlag zum Beispiel in Abhängigkeit von bestimmten Hubpositionen des Abtriebsteils betätigen.
  • Es ist desweiteren von Vorteil, wenn mindestens ein Begrenzungsanschlag zur Feineinstellung der von ihm vorgegebenen Anschlagposition in Bewegungsrichtung des Abtriebsteils verstellbar und einstellbar ist. Es ist somit möglich, durch Betätigung des Revolveranschlages und entsprechende Positionierung der Begrenzungsanschläge eine Grobeinstellung vorzunehmen und mit den zusätzlich relativ zum Revolveranschlag justierbaren Begrenzungsanschlägen eine insbesondere stufenlose Feineinstellung zu realisieren.
  • Die Feineinstellung erfolgt vorzugsweise nichtmanuell über eine Verstelleinrichtung, so daß bei Bedarf eine ferngesteuerte Feinregulierung durchführbar ist. Besonders variabel ist man in diesem Zusammenhang, wenn jeder Begrenzungsanschlag über eine eigene Verstelleinrichtung verfügt.
  • Wenn der Revolveranschlag mit Bezug zum Zylinder an unterschiedlichen Axialpositionen festlegbar ist, kann der regelbare Hubbereich des Abtriebsteils noch flexibler eingestellt werden. In dieser Hinsicht vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der für jede Hubrichtung des Abtriebsteils eine eigene Hubbegrenzungs-Vorrichtung vorhanden ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
    • Figur 1
    eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Kolben-Zylinder-Anordnung in schematischer Darstellung mit Blickrichtung gemäß Pfeil I aus Figur 2,
    Figur 2
    einen Querschnitt durch die Ausführungsform aus Figur 1 gemäß der dortigen Schnittlinie II-II,
    Figur 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 Rohrlängenabschnitt 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 (13)

  1. Kolbenstangenlose Kolben-Zylinder-Anordnung, mit einem Zylinder (1),der ein durch Zylinderdeckel (3) verschlossenes Zylinderrohr (2) enthält, in dem sich ein druckmittelbetätigt verschiebbarer, ein Antriebsteil (4) bildender Kolben mit einer inneren Mitnehmer-Magnetanordnung (14) befindet, dem ein außen am Zylinderrohr (2) verschiebbar angeordnetes, mit einer zu transportierenden Last verbindbares Abtriebsteil (10) mit einer äußeren Mitnehmer-Magnetanordnung (15) zugeordnet ist, wobei das Abtriebsteil (10) über die Magnetanordnungen (14, 15) an das Antriebsteil (4) mit diesem mitbewegbar magnetisch gekoppelt ist, und mit einer außen am Zylinder (1) angeordneten, mit dem Abtriebsteil (10) zusammenarbeitenden Hubbegrenzungs-Vorrichtung (17), die in der Bewegungsbahn (24) einer mit dem Abtriebsteil (10) mitbewegbar verbundenen Aufprallpartie (25) angeordnete Begrenzungsanschläge aufweist,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hubbegrenzungs-Vorrichtung (17) als Revolveranschlag (18, 19, 22) ausgebildet ist und hierzu mehrere, bei derselben Bewegungsrichtung des Abtriebsteils (10) wirksame Begrenzungsanschläge (22) aufweist, die zur wahlweisen Vorgabe verschiedener Endstellungen des Abtriebsteils (10) wechselweise in einer Hubbegrenzungsposition in der Bewegungsbahn (24) der Aufprallpartie (25) anordenbar sind,
    daß der Revolveranschlag (18, 19, 22) am Zylinder (1) derart festgelegt ist, daß seine Drehachse (21) parallel zur Bewegungsrichtung (9) des Abtriebsteils (10) verläuft, und daß dem Revolveranschlag (18, 19, 22) ein Antriebsmotor (32) zur motorischen Positionierung der Begrenzungsanschläge (22) in die jeweilige Hubbegrenzungsposition zugeordnet ist.
  2. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als Schrittschaltmotor (32) ausgebildet ist.
  3. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber (31) zur ferngesteuerten Betätigung des Antriebsmotors (32) vorhanden ist.
  4. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Begrenzungsanschlag (22) zur Feineinstellung der von ihm vorgegebenen Anschlagposition in Bewegungsrichtung des Abtriebsteils (10) verstellbar und einstellbar ist.
  5. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verstelleinrichtung (38) zur nichtmanuellen Justierung der Anschlagposition mindestens eines Begrenzungsanschlages (22) vorhanden ist.
  6. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem nichtmanuell verstellbaren Begrenzungsanschlag (22) eine eigene Verstelleinrichtung (38) zugeordnet ist.
  7. Kolben-Zylinder-Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (38) als elektrische, elektromotorische oder elektromechanische Verstelleinrichtung (38) ausgebildet ist.
  8. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (22) entlang einer Kreislinie (23) insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
  9. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (22) stab- oder stiftförmig ausgebildet sind.
  10. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Revolveranschlag (18, 19, 22) mit Bezug zum Zylinder (1) an unterschiedlichen Axialpositionen festlegbar ist.
  11. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufprallpartie (25) an einem im wesentlichen radial vom Abtriebsteil (10) wegragenden, z. B. laschen- oder ringförmigen Aufprallteil (30) angeordnet ist.
  12. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Hubrichtung (9) des Abtriebsteils (10) eine eigene Hubbegrenzungs-Vorrichtung (17) vorhanden ist.
  13. Kolben-Zylinder-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweilige Hubbegrenzungs-Vorrichtung (17) im Bereich eines Zylinderdeckels (3) angeordnet ist.
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