EP1510700A1 - Linearstellelement - Google Patents

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EP1510700A1
EP1510700A1 EP04017809A EP04017809A EP1510700A1 EP 1510700 A1 EP1510700 A1 EP 1510700A1 EP 04017809 A EP04017809 A EP 04017809A EP 04017809 A EP04017809 A EP 04017809A EP 1510700 A1 EP1510700 A1 EP 1510700A1
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EP
European Patent Office
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linear actuator
actuator according
connection element
connection
expansion
Prior art date
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Application number
EP04017809A
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English (en)
French (fr)
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EP1510700B1 (de
Inventor
Horst Ollefs
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Walterscheid GmbH
Original Assignee
GKN Walterscheid GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1510700B1 publication Critical patent/EP1510700B1/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
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/1423—Component parts; Constructional details
    • F15B15/1476—Special return means
    • 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
    • F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type
    • F15B15/103—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type using inflatable bodies that contract when fluid pressure is applied, e.g. pneumatic artificial muscles or McKibben-type actuators
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/22—Joints and connections with fluid pressure responsive component

Definitions

  • Such a telescopic cylinder is only for a corresponding space permitting facilities can be used, but not in confined spaces.
  • the guide surfaces are exposed on the outside, so that environmental influences can negatively affect the function.
  • WO 85/00203 A1 relates to a valve system with a hydraulic power drive to open the valve.
  • This power drive comprises a linear actuator that between a shortened retraction position and a prolonged extended position along a longitudinal axis is adjustable. It comprises a first connection element in Shape of a rod with a cover plate and a second connecting element the also designed as a rod and is provided with a cover plate. Between Both end plates are provided with a bellows. The bellows encloses together with the two end plates a pressure chamber, which with a Connecting line for pressurization and pressure relief is provided, the passes through the second connection element.
  • a support element in Form of a tube provided that firmly connected to the first connection element is and slidably guided on the second rod-shaped connection element is. It supports the bellows on the outside.
  • the pressurization of the bellows is converted into an axle extension of the same.
  • Bellows experienced an extension just by unfolding the individual folds, which for the extension provide the required material. This becomes especially clear when, like proposed the bellows should be made of metal. Because the bellows itself can generate no axial forces and thus no provision in the retracted position can effect, the pressure acting on the valve body is used, to push the bellows back into the retracted position.
  • This adjusting device further consists in that bellows for the provision the extension must either build large radially to the necessary To provide pleat lengths or have correspondingly a large number of pleats need, as correspondingly smaller diameter correspondingly more Wrinkles are required, resulting in a corresponding increase in the installation length leads.
  • DE 10053846 A1 describes a piston-cylinder unit, in which a central in the hollow piston rod arranged holding element limits the extension length thereby, that the piston against a stop on the rod-shaped holding element comes to the plant.
  • the rod-shaped retaining element is threaded provided and with this in a hole in the head cover of the cylinder housing screwed. It is guided by the head cover of the cylinder to the outside and can be rotationally applied to adjust the extension length.
  • the At the end of the rod-shaped retaining element provided stop occurs exclusively in contact with the piston and takes over except the limitation the extension length no other functions.
  • the invention has for its object to provide a linear actuator, the builds small and despite small dimensions in the retracted position a relatively large Extension length and its adjustment even in unfavorable environmental conditions and installation conditions is not adversely affected.
  • An advantage of this design is that a hermetically sealed linear actuator is achieved, the unfavorable environmental conditions, for example when using agricultural machinery or tractors in the field are not on the Function of the control element itself. It is hermetically sealed to the outside, so that even when used on the field, the function even when weaning is not adversely affected by dirt or freezing wetness.
  • the expansion element is supported in the radial direction, so that when pressurized only the possibility of axial expansion along the longitudinal axis is given.
  • the retraction force is due to the elastic stretching of the expander i. the wall itself generates, so that the linear actuator its retraction position solely under the return effect of the elasticity of the expansion element can take.
  • the pressure medium is either compressed air or even hydraulic fluid in question.
  • the connecting line through a passage bore of the first connection element or a in this einitzendes Pipe element is shown.
  • a tubular element if, for example, the associated connection element into which the pipe element is used, consists of a plastic or of a material that the corresponds to the expansion element, but has a greater hardness.
  • an extension in the extended position limiting Holding element arranged, on the one hand with the first connection element and on the other hand connected to the second connection element.
  • this Holding element do not take on another function, so for example, a sufficient Tension element in the form of a rope, wire or the like.
  • the retaining element in addition, for example, a support function for the expansion element against Take over buckling, it makes sense, this telescopically extendable and shortenable train.
  • the holding element preferably guided one inside the other Telescopic tubes and a telescopic rod, their movement along the longitudinal axis is limited to each other. Another advantage of this training is that a large stroke can be achieved with a small installation length.
  • the support element is designed as a helically wound spiral, which is arranged around the outer surface of the expansion element and not even Exerts spring action, i. no pulling force applies.
  • a first spiral end and a second spiral end serve for connection to the first connection element or second connection element.
  • a first spiral end and a second spiral end serve for connection to the first connection element or second connection element.
  • the spiral can also be designed as a spiral spring. When pressurizing the Pressure space experiences the spiral spring together with the expansion element along the Longitudinal axis an extension in the direction of the extended position and is doing biased. This bias can at pressure relief of the pressure chamber the Return of the expansion element or the linear actuator to the retraction position support. But it can also serve as a support member a pipe, in particular telescopic tube, be provided, which encloses the expansion element and this opposite low-friction is performed, d. H. its surface in relation to the expansion element only one has low friction.
  • a compact design results when, for example, the first telescopic tube sitting on the first connection element and only then the expansion element with his first end portion is set. The attachment to the first connection element takes place so with the interposition of the telescopic tube.
  • this associated pipe element in which the angled end the winding of the coil spring is placed around the tubular element.
  • the expansion element consists of a rubber material, the soft and is elastic.
  • connection elements can consist essentially of the same material as the expansion element, but have a greater hardness. However, it is also possible that the connection elements made of metal or plastic.
  • expansion element and the connection elements are made of the same material, it is possible, for example, at least one of the expansion elements associated with it Make connection element in one piece.
  • a preferred embodiment of the invention is schematically in the drawing shown.
  • the linear actuator is shown in the retracted position.
  • Figure 2 is the linear actuator in solid lines in the retracted position with the length L between the connection holes and beyond schematically by dotted lines extended to the length L1 shown when pressurized.
  • the linear actuator comprises a first connection element 1, which with a transverse to the longitudinal axis X extending mounting hole 2 is provided to the first connection element 1 to a component on which it is supported to set.
  • the first connection element 1 has a projection 3, which with a centrally on the Longitudinal axis X arranged central bore 4 is provided, in which one from the outside introduced oblique bore 5 opens.
  • a pipe element 6 is inserted, which is open to the outside environment and to the central bore 4.
  • the Outer surface of the projection 3 forms a circular cylindrical seat surface. 7
  • the linear actuating element further comprises a second connecting element 8, which has a fastening bore 9, which also extends transversely to the longitudinal axis X. outgoing from the mounting hole 9 remote end face of the second connection element 8, a bore 10 is introduced.
  • the section of the second connection element 8, which forms the outer surface toward the bore 10, is circular cylindrical Seat 11 designed.
  • a holding element 12 is effective between the first connection element 1 and the second connection element 8 .
  • the first telescopic tube 13 has this a diameter-expanded seat portion 14.
  • the seat portion 14th The distal end of the first telescopic tube 13 is provided with an inwardly directed collar 15, which projects in the direction of the longitudinal axis X.
  • a second telescopic tube 16 is limitedly movable added to the first telescopic tube 13. It has an enlarged diameter Pipe end 17, with it in the retracted position of the linear actuator itself supported against the end face of the projection 3 of the first connection element 1 can. This pipe end 17 is enlarged so that when extending the pipe end 17th comes to rest against the collar 15 of the first telescopic tube 13.
  • the second connection element 8 is a telescopic rod 19 associated with a portion 20 in the bore 10 of the second connection element 8 is seated, and pressed into it, glued or threaded, the bore 10 as Tapped hole is designed, is fixed.
  • This section 20 is removed the telescopic rod 19 provided with a diameter-enlarged collar 21, the when extending against the inward, i. on the longitudinal axis X to, directed collar 18 of the second telescopic tube 16 comes to rest, so that in total in the full extension position, the extension length L1, starting from the insertion length L, mechanically is limited by the retaining element 12 and additionally the expansion element 22nd is supported against buckling.
  • tubular expansion element 22 with a smooth inner and outer surface provided, which consists of a material having an elastic extension and shortening of the same allowed and beyond air or liquid tight.
  • This tubular expansion element 22 sits tightly with its first end portion 23 on the seat portion 14 of the first telescopic tube 13, which in turn with this seat portion 14 on the seat surface 7 of the first connection element 1 tight sitting.
  • the compound may, for example, if a rubbery material for the expansion element 22 is used by vulcanization to the first telescopic tube 13 done. But it is also an adhesive connection or attachment by means a support ring, which acts on the expansion element 22 radially, conceivable.
  • the second End portion 24 of the expansion element 22 is seated on the seat surface 11 of the second connection element 8. It is also tightly and firmly connected to this.
  • a pressure chamber 29 educated between the inner surface of the tubular expansion element 22 and the first Connection element 1 and the second connection element 8.
  • the outer surface 25 of the expansion element 22 is supported by a support element in the form of a coil spring 26, which has a low pitch, allowing many turns are present, enclosed.
  • the first spring end 27 of this as a spiral spring 26 is fixed to the tubular element 6 of the first connection element 1.
  • the second spring end 28 of the coil spring 26 is at a shoulder of the second connection elements 8 set.
  • the linear actuator is, for example from the extension length L1 to the retraction position with the installation length L elastically returned.
  • the coil spring 26 can support the return movement.

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Abstract

Linearstellelement, das zwischen einer verkürzten Einfahrposition und einer verlängerten Ausfahrposition entlang einer Längsachse X verstellbar ist, umfassend ein erstes Anschlusselement 1, ein zweites Anschlusselement 8, ein schlauchförmiges Dehnelement 22, das elastisch verlängerbar sowie luft- oder flüssigkeitsdicht ist, das an seinem ersten Endabschnitt 23 mit dem ersten Anschlusselement 1 und an seinem zweiten Endabschnitt 24 mit dem zweiten Anschlusselement 8 dicht verbunden ist und das eine Außenfläche 25 aufweist. Ein Druckraum 29, der von den Anschlusselementen 1 und dem Dehnelement 22 umgrenzt wird, ist über das Rohrelement 6 mit Druck beaufschlagbar und entlastbar. Ein Stützelement 26 ist um die Außenfläche 25 des Dehnelementes 22 angeordnet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Linearstellelement, das zwischen einer verkürzten Einfahrposition und einer verlängerten Ausfahrposition entlang einer Längsachse längenmäßig verstellbar ist, mit
  • einem ersten Anschlusselement,
  • einem zweiten Anschlusselement,
  • einem in seiner Länge veränderbaren Element, das zusammen mit den Anschlusselementen einen Druckraum umgrenzt, welcher mit einer Verbindungsleitung zur Druckbeauschlagung und Druckentlastung verbunden ist,
  • einem Stützelement, dass das Element außen stützt.
Die DE 39 09 370 A1 beschreibt einen Teleskopzylinder, der einfachwirkend ist und mit Druck beaufschlagbar ist, so dass seine einzelnen Teleskopabschnitte unter der Druckbeaufschlagung auf die verlängerte Position ausfahren. Es ist ein mechanischer Rückzug vorgesehen, der eine Seilwinde umfasst, die von einem Motor antreibbar ist, wobei zwischen beiden eine Freilaufkupplung vorgesehen ist. Das freie Ende des auf die Seilwinde aufgewickelten Seiles ist mit dem am weitesten ausfahrenden inneren Teleskopabschnitt verbunden. Bei der Druckbeaufschlagung fahren alle Teleskopabschnitte aus, wobei das Seil von der Winde abgewickelt wird, bis die äußerste Ausfahrposition erreicht ist. Soll der Teleskopzylinder eingezogen werden, d.h. auf seine Einfahrposition zurückgeführt werden, erfolgt eine Druckentlastung und zusätzlich die Rückführung mittels Teleskopabschnitte mittels der Seilwinde, die durch den zugehörigen Motor angetrieben wird, so dass das Seil verkürzt wird und dabei die einzelnen Abschnitte ineinander einfahren.
Ein solcher Teleskopzylinder ist nur für einen entsprechenden Platz zulassende Einrichtungen einsetzbar, nicht jedoch bei beengten Platzverhältnissen. Von Nachteil dabei ist auch, dass die Führungsflächen außen frei liegen, so dass Umwelteinflüsse die Funktion negativ beeinflussen können.
Die WO 85/00203 A1 betrifft ein Ventilsystem mit einem hydraulischen Kraftantrieb zum Öffnen des Ventils. Dieser Kraftantrieb umfasst ein Linearstellelement, das zwischen einer verkürzten Einfahrposition und einer verlängerten Ausfahrposition entlang einer Längsachse verstellbar ist. Es umfasst ein erstes Anschlusselement in Form einer Stange mit einer Abschlussplatte und ein zweites Anschlusselement das ebenfalls als Stange ausgestaltet ist und mit einer Abschlussplatte versehen ist. Zwischen beiden Abschlussplatten ist ein Faltenbalg vorgesehen. Der Faltenbalg umschließt zusammen mit den beiden Abschlussplatten einen Druckraum, der mit einer Verbindungsleitung zur Druckbeaufschlagung und Druckentlastung versehen ist, die durch das zweite Anschlusselement hindurch verläuft. Ferner ist ein Stützelement in Form eines Rohres vorgesehen, dass mit dem ersten Anschlusselement fest verbunden ist und auf dem zweiten stangenförmigen Anschlusselement verschiebbar geführt ist. Es stützt den Faltenbalg außen. Die Druckbeaufschlagung des Faltenbalges wird in eine Achsverlängerung desselben umgesetzt. Faltenbälge erfahren eine Verlängerung lediglich durch Auffalten der einzelnen Falten, die für die Verlängerung das erforderliche Material bereit stellen. Dies wird insbesondere deutlich wenn, wie vorgeschlagen der Faltenbalg aus Metall hergestellt werden soll. Da der Faltenbalg selbst keine Axialkräfte erzeugen kann und damit auch keine Rückstellung in die Einfahrposition bewirken kann, wird der Druck, der auf den Ventilkörper wirkt, genutzt, um den Faltenbalg wieder in die Einfahrposition zusammen zu drücken. Ein Nachteil dieser Stelleinrichtung besteht ferner darin, dass Faltenbälge für die Zurverfügungstellung der Verlängerung entweder radial groß bauen müssen, um die nötigen Faltenlängen bereit zu stellen oder aber entsprechend eine große Faltenanzahl aufweisen müssen, da bei entsprechend kleinerem Durchmesser entsprechend mehr Falten erforderlich sind, was zu einer entsprechenden Vergrößerung der Einbaulänge führt.
Die DE 10053846 A1 beschreibt eine Kolbenzylindereinheit, bei der ein zentral in der hohlen Kolbenstange angeordnetes Halteelement die Ausfahrlänge dadurch begrenzt, dass der Kolben gegen einen Anschlag an dem stangenförmigen Halteelement zur Anlage kommt. Das stangenförmige Haltelement ist mit einem Gewinde versehen und mit diesem in eine Bohrung in der Kopfabdeckung des Zylindergehäuses eingeschraubt. Es ist durch die Kopfabdeckung des Zylinders nach außen geführt und kann drehend beaufschlagt werden, um die Ausfahrlänge einzustellen. Der am Ende des stangenförmigen Halteelementes vorgesehene Anschlag tritt ausschließlich mit dem Kolben in Kontakt und übernimmt mit Ausnahme der Begrenzung der Ausfahrlänge keine sonstigen Funktionen.
Die DE 8003846 U1 beschreibt eine hydraulisch oder pneumatisch betätigte einfach wirkende Kolbenzylindereinheit, wobei diese Einheit koaxial von einer Zugfeder umgeben ist, die mit dem Anschlussende des Zylinders und dem der Kolbenstange verbunden ist. Die bei einer einfach wirkenden Kolbenzylindereinheit fehlende hydraulisch oder pneumatisch bewirkte Rückstellung wird durch die Zugkraft der Feder ersetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Linearstellelement zu schaffen, das klein baut und trotz geringer Abmessungen in der Einfahrposition eine relativ große Ausfahrlänge zulässt und dessen Verstellung auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen und Einbauverhältnissen nicht negativ beeinflusst wird.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Linearstellelement,
  • dass das in seiner Länge veränderbare Element einschlauchförmiges Dehnelement ist,
    • das durch elastische Dehnung verlängerbar sowie luft- oder flüssigkeitsdicht ist,
    • das an seinem ersten Endabschnitt mit dem ersten Anschlusselement und an seinem zweiten Endabschnitt mit dem zweiten Anschlusselement dicht verbunden ist und
    • das eine Außenfläche aufweist,
  • dass das Stützelement die Außenfläche des Dehnelementes umschließt,
  • dass ein Haltelement vorgesehen ist,
    • das die Verlängerung des Drehelementes in die Ausfahrposition begrenzt.
Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, dass ein hermetisch abgedichtetes Linearstellelement erzielt wird, das auch ungünstige Umgebungsbedingungen, beispielsweise beim Einsatz von Landmaschinen oder Traktoren auf dem Feld sich nicht auf die Funktion des Stellelementes selbst auswirken. Es ist nach außen hermetisch abgedichtet, so dass auch bei einem Einsatz auf dem Felde die Funktion selbst beim Absetzen von Schmutz oder gefrierender Nässe nicht negativ beeinflusst wird. Von Vorteil ist ferner, dass keine Gleitführungen, so wie sie üblicherweise bei Stellzylindern vorgesehen sind, vorhanden sind, womit ein im wesentlichen verschleißfreies Arbeiten auch im schmutzbehafteten Raum möglich ist.
Günstig ist ferner, dass das Dehnelement in radialer Richtung gestützt wird, so dass bei Druckbeaufschlagung lediglich die Möglichkeit zu einer axialen Ausdehnung entlang der Längsachse gegeben ist. Die Rückzugskraft wird durch die elastische Dehnung des Dehnelementes d.h. dessen Wandung selbst erzeugt, so dass das Linearstellelement seine Einfahrposition allein unter der Rückstellwirkung aus der Elastizität des Dehnelementes einnehmen kann. Als Druckmedium kommen entweder Druckluft oder aber auch Druckflüssigkeit in Frage.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verbindungsleitung durch eine Durchlassbohrung des ersten Anschlusselementes oder ein in diesem einsitzendes Rohrelement dargestellt ist. Günstig ist die Verwendung eines Rohrelementes, wenn beispielsweise das zugehörige Anschlusselement, in das das Rohrelement eingesetzt wird, aus einem Kunststoff besteht oder aus einem Werkstoff, der dem des Dehnelementes entspricht, jedoch eine größere Härte aufweist.
Vorzugsweise ist in dem Druckraum ein die Verlängerung in die Ausfahrposition begrenzendes Halteelement angeordnet, das einerseits mit dem ersten Anschlusselement und andererseits mit dem zweiten Anschlusselement verbunden ist. Soll dieses Halteelement keine weitere Funktion übernehmen, so genügt beispielsweise ein Zugelement in Form eines Seiles, Drahtes oder dergleichen. Soll jedoch das Halteelement zusätzlich beispielsweise eine Stützfunktion für das Dehnelement gegen Knickung übernehmen, ist es sinnvoll, dieses teleskopisch verlängerbar und verkürzbar auszubilden. Dazu weist das Halteelement vorzugsweise ineinander geführte Teleskoprohre und eine Teleskopstange auf, deren Bewegung entlang der Längsachse zueinander begrenzt ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, dass bei kleiner Einbaulänge ein großer Hub erzielt werden kann.
Vorzugsweise ist das Stützelement als schraubenlinienförmig gewickelte Spirale gestaltet, die um die Außenfläche des Dehnelementes angeordnet ist und selbst keine Federwirkung ausübt, d.h. keine Zugkraft aufbringt. Ein erstes Spiralende und ein zweites Spiralende dienen zur Verbindung mit dem ersten Anschlusselement bzw. zweiten Anschlusselement. Ein erstes Spiralende und ein zweites Spiralende dienen zur Verbindung mit dem ersten Anschlusselement bzw. zweiten Anschlusselement. Die Spirale kann auch als Spiralfeder gestaltet sein. Bei Druckbeaufschlagung des Druckraumes erfährt die Spiralfeder zusammen mit dem Dehnelement entlang der Längsachse eine Verlängerung in Richtung zur Ausfahrposition hin und wird dabei vorgespannt. Diese Vorspannung kann bei Druckentlastung des Druckraumes die Rückführung des Dehnelementes bzw. des Linearstellelementes zur Einfahrposition hin unterstützen. Es kann aber auch als Stützelement ein Rohr, insbesondere Teleskoprohr, vorgesehen sein, das das Dehnelement umschließt und diesem gegenüber reibarm geführt ist, d. h. dessen Oberfläche im Verhältnis zum Dehnelement nur eine geringe Reibung aufweist.
Eine kompakte Bauweise ergibt sich, wenn beispielsweise das erste Teleskoprohr auf dem ersten Anschlusselement sitzt und darauf erst das Dehnelement mit seinem ersten Endabschnitt festgelegt ist. Die Befestigung am ersten Anschlusselement erfolgt damit unter Zwischenschaltung des Teleskoprohres.
Zur Befestigung des ersten Federendes an dem ersten Anschlusselement kann das diesem zugeordnete Rohrelement genutzt werden, in dem das abgewinkelte Ende der Windung der Spiralfeder um das Rohrelement gelegt ist.
Vorzugsweise besteht das Dehnelement aus einem Gummiwerkstoff, der weich und elastisch ist.
Die Anschlusselemente können im wesentlichen aus dem gleichen Material bestehen wie das Dehnelement, aber eine größere Härte aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Anschlusselemente aus Metall oder Kunststoff bestehen.
Besteht das Teleskoprohr, an dem der erste Endabschnitt des Dehnelementes festgelegt ist oder aber bei unmittelbarer Festlegung des ersten Endabschnittes des Dehnelementes an dem ersten Anschlusselement aus Metall, kann die Verbindung beispielsweise durch Kleben oder Anvulkanisieren erzeugt werden.
Wenn das Dehnelement und die Anschlusselemente aus dem gleichen Material bestehen, ist es möglich, beispielsweise zumindest eines der Dehnelemente dem zugehörigen Anschlusselement einteilig auszuführen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Es zeigt
Figur 1
eine Ansicht des Linearstellelementes in der Einfahrposition,
Figur 2
einen Längsschnitt durch das Linearstellelement und
Figur 3
eine Draufsicht zur Figur 1.
In der Figur 1 ist das Linearstellelement in der Einfahrposition dargestellt. In Figur 2 ist das Linearstellelement in ausgezogenen Linien in der Einfahrposition mit der Länge L zwischen den Anschlussbohrungen und darüber hinaus schematisch durch strichpunktierte Linien auf die Länge L1 verlängert bei Druckbeaufschlagung dargestellt. Das Linearstellelement umfasst ein erstes Anschlusselement 1, das mit einer quer zur Längsachse X verlaufenden Befestigungsbohrung 2 versehen ist, um das erste Anschlusselement 1 an einem Bauteil, an dem es sich abstützt, festzulegen. Das erste Anschlusselement 1 weist einen Ansatz 3 auf, der mit einer zentral auf der Längsachse X angeordneten Zentralbohrung 4 versehen ist, in welche eine von außen eingebrachte Schrägbohrung 5 mündet. In diese ist ein Rohrelement 6 eingesetzt, das zur Außenumgebung und zu der Zentralbohrung 4 hin offen ist. Die Außenfläche des Ansatzes 3 bildet eine kreiszylindrische Sitzfläche 7.
Das Linearstellelement umfasst ferner ein zweites Anschlusselement 8, das eine Befestigungsbohrung 9 besitzt, die ebenfalls quer zur Längsachse X verläuft. Ausgehend von der der Befestigungsbohrung 9 entfernten Stirnfläche des zweiten Anschlusselementes 8 ist eine Bohrung 10 eingebracht. Der Abschnitt des zweiten Anschlusselementes 8, der die Außenfläche zu der Bohrung 10 hin bildet, ist als kreiszylindrische Sitzfläche 11 gestaltet. Zwischen dem ersten Anschlusselement 1 und dem zweiten Anschlusselement 8 ist ein Halteelement 12 wirksam. Dieses umfasst eine erstes Teleskoprohr 13, das auf der kreiszylindrischen Sitzfläche 7 des ersten Anschlusselementes 1 fest und dicht sitzt. Das erste Teleskoprohr 13 weist hierzu einen im Durchmesser erweiterten Sitzabschnitt 14 auf. Das dem Sitzabschnitt 14 entfernte Ende des ersten Teleskoprohres 13 ist mit einem einwärts gerichteten Kragen 15 versehen, der in Richtung zur Längsachse X vorsteht.
In dem ersten Teleskoprohr 13 ist ein zweites Teleskoprohr 16 begrenzt beweglich zum ersten Teleskoprohr 13 aufgenommen. Es weist ein im Durchmesser vergrößertes Rohrende 17 auf, mit dem es in der Einfahrposition des Linearstellelementes sich gegen die Stirnfläche des Ansatzes 3 des ersten Anschlusselementes 1 abstützen kann. Dieses Rohrende 17 ist so vergrößert, dass beim Ausfahren das Rohrende 17 gegen den Kragen 15 des ersten Teleskoprohres 13 zur Anlage kommt.
Dem zweiten Anschlusselement 8 ist eine Teleskopstange 19 zugeordnet, die mit einem Abschnitt 20 in der Bohrung 10 des zweiten Anschlusselementes 8 sitzt, und darin eingepresst, eingeklebt oder mit einem Gewinde, wobei die Bohrung 10 als Gewindebohrung gestaltet ist, festgelegt ist. Diesem Abschnitt 20 entfernt ist die Teleskopstange 19 mit einem im Durchmesser vergrößerten Bund 21 versehen, der beim Ausfahren gegen den einwärts, d.h. auf die Längsachse X zu, gerichteten Kragen 18 des zweiten Teleskoprohres 16 zur Anlage kommt, so dass insgesamt in der vollen Ausfahrposition die Ausfahrlänge L1, ausgehend von der Einfahrlänge L, mechanisch durch das Halteelement 12 begrenzt ist und zusätzlich das Dehnelement 22 gegen Ausknicken gestützt wird.
Es ist ein schlauchförmiges Dehnelement 22 mit einer glatten Innen- und Außenfläche vorgesehen, das aus einem Werkstoff besteht, der eine elastische Verlängerung und Verkürzung desselben erlaubt und darüber hinaus luft- oder flüssigkeitsdicht ist. Dieses schlauchförmige Dehnelement 22 sitzt dicht mit seinem ersten Endabschnitt 23 auf dem Sitzabschnitt 14 des ersten Teleskoprohres 13, welches wiederum mit diesem Sitzabschnitt 14 auf der Sitzfläche 7 des ersten Anschlusselementes 1 dicht sitzt. Die Verbindung kann beispielsweise dann, wenn ein gummiartiger Werkstoff für das Dehnelement 22 benutzt wird, durch Anvulkanisieren an das erste Teleskoprohr 13 erfolgen. Es ist aber auch eine Klebeverbindung oder eine Befestigung mittels eines Stützringes, der das Dehnelement 22 radial beaufschlagt, denkbar. Der zweite Endabschnitt 24 des Dehnelementes 22 sitzt auf der Sitzfläche 11 des zweiten Anschlusselementes 8. Es ist ebenfalls mit diesem dicht und fest verbunden.
Zwischen der Innenfläche des schlauchförmigen Dehnelementes 22 und dem ersten Anschlusselement 1 sowie dem zweiten Anschlusselement 8 ist ein Druckraum 29 gebildet. Die Außenfläche 25 des Dehnelementes 22 wird von einem Stützelement in Form einer Spiralfeder 26, die eine geringe Steigung aufweist, so dass viele Windungen vorhanden sind, umschlossen. Das erste Federende 27 dieser als Spiralfeder 26 ist an dem Rohrelement 6 des ersten Anschlusselementes 1 festgelegt. Das zweite Federende 28 der Spiralfeder 26 ist an einem Absatz des zweiten Anschlusselemente 8 festgelegt.
Wird über die Bohrung des Rohrelementes 6 Druckmittel in den Druckraum 29 eingeleitet, beispielsweise in Form von Druckluft oder Druckflüssigkeit, so verlängert sich das Dehnelement 22 aufgrund elastischer Dehnung seiner Wandung in Richtung bzw. entlang der Längsachse X, da eine radiale Aufweitung unter der radialen Stützwirkung der Spiralfeder 26 bzw. des Stützelementes verhindert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel erfolgt dabei sowohl eine elastische Vorspannung des Dehnelementes 22 als auch der Spiralfeder 26 in Richtung der Längsachse X. Erfolgt nun eine Druckentlastung des Druckraumes 29, so wird das Linearstellelement beispielsweise von der Ausfahrlänge L1 in die Einfahrposition mit der Einbaulänge L elastisch zurückgeführt. Dabei kann die Spiralfeder 26 die Rückstellbewegung unterstützen.
Bezugszeichenliste
1
erstes Anschlusselement
2
Befestigungsbohrung
3
Ansatz
4
Zentralbohrung
5
Schrägbohrung
6
Rohrelement
7
Sitzfläche
8
zweites Anschlusselement
9
Befestigungsbohrung
10
Bohrung
11
Sitzfläche
12
Halteelement
13
erstes Teleskoprohr
14
Sitzabschnitt
15
Kragen
16
zweites Teleskoprohr
17
Rohrende
18
Kragen
19
Teleskopstange
20
Abschnitt
21
Bund
22
Dehnelement
23
erster Endabschnitt
24
zweiter Endabschnitt
25
Außenfläche
26
Stützelement / Spirale
27
erstes Spiralenende
28
zweites Spiralenende
29
Druckraum

Claims (13)

  1. Linearstellelement,
    das zwischen einer verkürzten Einfahrposition (Länge L) und einer verlängerten Ausfahrposition (Länge L1) entlang einer Längsachse (X) längenmäßig verstellbar ist, mit
    einem ersten Anschlusselement (1),
    einem zweiten Anschlusselement (8),
       einem in seiner Länge veränderbaren Element (22), das zusammen mit den Anschlusselementen (1,8) einen Druckraum (29) umgrenzt, welcher mit einer Verbindungsleitung (6) zur Druckbeauschlagung und Druckentlastung verbunden ist,
    einem Stützelement (26), dass das Element (22) außen stützt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das in seiner Länge veränderbare Element ein schlauchförmiges Dehnelement (22) ist,
    das durch elastische Dehnung verlängerbar sowie luft- oder flüssigkeitsdicht ist,
    das an seinem ersten Endabschnitt (23) mit dem ersten Anschlusselement (1) und an seinem zweiten Endabschnitt (24) mit dem zweiten Anschlusselement (8) dicht verbunden ist und
    das eine Außenfläche (25) aufweist,
    dass das Stützelement (26) die Außenfläche (25) des Dehnelementes (22) umschließt,
    dass ein Haltelement (12) vorgesehen ist,
    das die Verlängerung des Dehnelementes (22) in die Ausfahrposition begrenzt.
  2. Linearstellelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung durch eine Durchlassbohrung des ersten Anschlusselementes oder ein in diesem einsitzendes Rohrelement (6) dargestellt ist.
  3. Linearstellelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das die Verlängerung in die Ausfahrposition begrenzende Halteelement (12) in dem Druckraum (29) angeordnet ist.
  4. Linearstellelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) einerseits mit dem ersten Anschlusselement (1) und andererseits mit dem zweiten Anschlusselement (8) verbunden ist.
  5. Linearstellelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) teleskopisch verlänger- und verkürzbar ausgebildet ist .
  6. Linearstellelement nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (12) ineinander geführte Teleskoprohre (13, 16) und eine Teleskopstange (19) umfasst, deren Bewegung entlang der Längsachse (X) zueinander begrenzt ist.
  7. Linearstellelement nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    das das Halteelement (12) das Dehnelement (22) gegen seitliches Ausknicken stützt.
  8. Linearstellelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement als schraubenlinienförmig gewickelte Spirale (26) gestaltet ist, die um die Außenfläche (25) des Dehnelements (22) angeordnet ist, die ein erstes Spiralende (27) und ein zweites Spiralende (28) aufweist, wobei das erste Spiraldende (27) mit dem ersten Anschlusselement (1) und das zweite Spiralende (28) mit dem zweiten Anschlusselement (8) verbunden ist.
  9. Linearstellelement nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Spirale (26) als Spiralfeder ausgebildet ist, die bei Druckbeaufschlagung des Druckraums (29) zusammen mit dem Dehnelement (22) entlang der Längsachse (X) eine Verlängerung zur Ausfahrposition erfährt und dabei vorgespannt wird und
    die bei Druckentlastung des Druckraums (29) eine Rückführung zur Einfahrposition unterstützt.
  10. Linearstellelement nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnelement (22) unter Zwischenschaltung eines Teleskoprohres (13) mit dem ersten Anschlusselement (1) dicht verbunden ist.
  11. Linearstelleelement nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federende (27) an dem dem ersten Anschlusselement (1) zugeordneten Rohrelement (6) festgelegt ist.
  12. Linearstelleelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnelement (22) aus einem elastischen Gummiwerkstoff besteht.
  13. Linearstelleelement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (1, 8) aus Metall oder Kunststoff bestehen.
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