Antriebs- und Führungsvorrichtung mit einem Hubzylinder und einem Übertragungselement

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Es sind Stellantriebe bekannt, bei denen das Übertragungselement, beispielsweise eine Zahnstange, in Verlängerung der Hubstange des Zylinders angekoppelt ist. Ein derartiger Stellantrieb ist beispielsweise in Fig. 7 dargestellt. Eine derartige Vorrichtung hat zahlreiche Nachteile und benötigt insbesondere viel Platz. Dadurch, dass zwei Elemente,der Hubzylinder und das Übertragungselement, hintereinander angeordnet sind, wird beim Überschreiten eines gewissen Wertes für den Hubweg des Zylinders ein Knicken des Übertragungselementes hervorgerufen. Es ist daher notwendig, Führungseinrichtungen für das Übertragungselement vorzusehen, und diese Führung muss notwendigerweise dort stattfinden, wo sich das Führungselement bewegt.

[0003] Aus GB-A 1 394281 ist ein druckmittelbetriebener Stellantrieb mit geringem Platzbedarf bekannt. Dieser Stellantrieb weist einen Hubzylinder auf, dessen Kolben innerhalb eines Körpers verschiebbar ist, eine Kolbenstange und wenigstens ein mit einer anzutreibenden mechanischen Einheit koppelbares Übertragungselement, das mit dem freien Ende der Kolbenstange über einen Bügel verbunden, parallel zum Hubzylinder angeordnet und in einer aussen am Körper vorgesehenen Führungsbahn verschiebbar ist. Die Führung selbst wird durch Rollen bewirkt, es ist nur ein einziges bewegliches Übertragungselement in Form einer Platte vorgesehen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb der vorstehenden Art so auszugestalten, dass man mehrere mit verschiedenen mechanischen Einheiten oder Stützen koppelbare Übertragungselemente erhält.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Aussenteil des Körpers auf seiner gesamten Länge den Querschnitt eines Vieleckes aufweist und dass jede Aussenfläche des Körpers mit einer Längsnut versehen ist, wobei jeweils eine Längsnut als Führungsbahn für ein Übertragungselement dient und die freien Längsnuten zur Befestigung des Stellantriebs an der mechanischen Einheit oder einer anderen Stütze vorgesehen sind.

[0006] Dieser druckmittelbetriebene Stellantrieb kann sowohl zur Positionierung des Übertragungselementes als auch zu seiner Befestigung an einer zugeordneten mechanischen Einheit dienen, oder das Übertragungselement kann an einer beliebigen anderen mechanischen Stütze angeordnet werden.

[0007] Zweckmässigerweise wird jede als Gleitbahn ausgebildete Längsnut des Körpers des Hubzylinders teilweise durch Halteschienen verschlossen, die entlang der Kanten befestigt sind und zwei sich längs erstreckende Haltelippen für das Übertragungselement bilden.

[0008] Wenn der Hubzylinder ein Typ mit durchgehender Kolbenstange ist, kann ein Übertragungselement an jedem der beiden Enden der Kolbenstange angekoppelt sein. Der Hubzylinder kann auch ein Typ mit zwei Kolben sein, deren Bewegungen entgegengesetzt sind.

[0009] Wenn die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet wird, um eine Translationsbewegung in eine Rotationsbewegung umzusetzen, wird gemäss einer Ausführungsform der Erfindung das Übertragungselement als Zahnstange ausgebildet die mit einem Ritzel in Verbindung steht.

[0010] Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn die Eingangs- und Ausgangsöffnungen des unter Druck stehenden Fluids, das den Hubzylinder versorgt, auf einer Seite des Körpers angeordnet sind, die geschickte Auswahl der Längsnut oder der Längsnuten die als Führungsbahn für das Übertragungselement dienen sollen, es gestattet, die Öffnungen in die erwünschte Richtung auszurichten.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand einer Zeichnung beschrieben, in der einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt entlang der Linie 1/1 der Fig.2 zur Veranschaulichung eines ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung,

Fig. einen Querschnitt entlang der Linie 2/2 der Fig. 1,

Fig. und 4 ähnliche Darstellungen wie die Figuren 1 und 2 mit einer Abwandlung der Vorrichtung,

Fig. 5 und 6 ähnliche Ansichten wie in den Figuren 1 und 3, die zwei weitere Abwandlungen der Vorrichtung veranschaulichen,

Fig. die Anwendungsweise einer bekannten Vorrichtung und

Fig. 8 eine Ansicht entsprechend Fig. 7 für den Fall des Einsatzes der erfindungsgemässen Vorrichtung.

[0012] Wie in der Zeichnung dargestellt, weist die erfindungsgemässe Vorrichtung einen Hydraulikzylinder 2 und ein Übertragungselement auf, das bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Zahnstange 3 besteht, die mit Hilfe eines Bügels 4 an dem herausragenden Ende 5a der Kolbenstange 5 angekuppelt ist.

[0013] Wie insbesondere in Fig. dargestellt ist, hat der Körper 6 des Hydraulikzylinders 2 einen Querschnitt mit einem im wesentlichen quadratischen Aussenprofil und verfügt auf jeder der vier Seitenflächen über eine Längsnut 7, die zur Herstellung einer Führungsbahn zur Führung der Zahnstange 3 geeignet ist.

[0014] Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine einzige Zahnstange 3 vorgesehen, und die Fig. zeigt genauer, dass die Längsnut 7, welche in der Fig. links dargestellt ist und dazu bestimmt ist, als Führungsbahn für die Zahnstange 3 zu dienen, teilweise durch zwei Halteschienen 8 verschlossen ist, die entlang den Rändern der Längsnut 7 mit Hilfe von Schrauben 9 so befestigt sind, dass sie entlang der Längsnut 7 Haltelippen bilden, die auf diese Weise eine Gleitbahn mit T-förmigem Querschnitt begrenzen, welche zum Halten der Zahnstange 3 mit komplementärem Querschnitt geeignet ist.

[0015] Wie in Fig. 1 dargestellt ist, befinden sich die Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen 11 für das unter Druck stehende Medium zur Speisung des Hydraulikzylinders 2 beide auf der gleichen Seite des Körpers 6. Diese Anordnung kombiniert mit dem Vorhandensein der vier Längsnuten 7 gestattet es dem Anwender, die Öffnungen 11 beliebig zu orientieren, da er eine der vier Längsnuten 7 auswählen kann, um die Führungsbahn für die Zahnstange 3 zu bilden, wobei diese Auswahl selbstverständlich in Abhängigkeit von der Anwendung der Vorrichtung getroffen wird.

[0016] Man erkennt in der Zeichnung auch, dass die Zahnstange 3 und die Kolbenstange 5 des Hydraulikzylinders 2 nicht fluchtend zueinander sondern parallel zueinander angeordnet sind und dass die Führungselemente für die Zahnstange 3 unmittelbar im Körper 6 des Hydraulikzylinders 2 vorgesehen sind. Aus diesem Grunde ist die Vorrichtung im Vergleich zu anderen Vorrichtungen dieses Typs sehr kompakt aufgebaut und zeichnet sich weiterhin durch wesentlich niedrigere Herstellungskosten aus, da der Körper 6 des Hydraulikzylinders 2 in erheblichem Ausmass an der Führung der Zahnstange 3 teilnimmt.

[0017] Das in den Figuren 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeipiel unterscheidet sich von dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch, dass zwei Zahnstangen 3 am gleichen Ende der Kolbenstange 5 des Hydraulikzylinders 2 durch einen doppelten Bügel 4a angekoppelt sind, wobei die Längsnuten 7, die als Führungsbahnen ausgewählt sind, sich auf gegenüberliegenden Seiten des Körpers 6 des Hydraulikzylinders 2 befinden.

[0018] Bei dem in Fig.5 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Hydraulikzylinder 2a eine durchgehende Kolbenstange 5c und jede der beiden Zahnstangen 3, die in Führungsbahnen in den Längsnuten 7 auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Körpers 6 geführt sind, ist durch einen Bügel 4 mit dem Ende der Kolbenstange 5c verbunden.

[0019] Bei dem in Fig.6 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt der Hydraulikzylinder 2b über zwei Kolbenstangen 5b mit voneinander unabhängigen Kolben, die gegenläufig bewegbar sind. Jede Kolbenstange 5b ist mit Hilfe eines Bügels 4 mit einer der beiden Zahnstangen 3 gekoppelt, deren Bewegungen gegenläufig sind.

[0020] Die Figuren 7 und 8 zeigen deutlich die Verringerung des Raumbedarfs bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung.

[0021] In Fig. 7 ist eine Vorrichtung mit üblichem Aufbau dargestellt, bei der die Zahnstange 3 am Ende der Kolbenstange 5 des Hydraulikzylinders 2 fluchtend angeordnet ist, dessen Körper 6 an der mechanischen Einheit 12, für die die Vorrichtung vorgesehen ist, mit Hilfe eines Bügels 13 und Streben 14 befestigt ist, die den Bügel 13 mit der mechanischen Einheit 12 verbinden. Selbstverständlich ist die Länge der Streben 14 durch die Hublänge der Kolbenstange 5 des Hydraulikzylinders 2 und dementsprechend der Zahnstange 3 bestimmt, wobei bei grösser werdendem Weg der Querschnitt der Streben 14 stärker sein muss.

[0022] Bei dem in den Figuren 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die mechanische Einheit 12 eine industrielle Form, bei der Ritzel 12a durch eine lineare Bewegung der Kolbenstange 5 des Hydraulikzylinders 2 in Drehung versetzt werden müssen.

[0023] Fig. zeigt die Anpassung der erfindungsgemässen Vorrichtung an die gleiche mechanische Einheit 12. Die verwendete erfindungsgemässe Vorrichtung ist bei diesem Beispiel identisch mit der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Vorrichtung.

[0024] Ein Vergleich der Figuren 7 und 8 zeigt deutlich die Reduzierung des Raumbedarfs, die sich bei der Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung ergibt, sowie die Reduzierung des Herstellungspreises infolge des Wegfalls wesentlicher mechanischer Elemente.

[0025] Es ist weiterhin festzustellen, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung, wie jede andere Vorrichtung dieses Typs, mit Detektoreinrichtungen ausgestattet werden kann, die die Position der Kolbenstange des Hydraulikzylinders oder dessen Endstellung feststellen. Weiterhin können auch Vorrichtungen zur Geschwindigkeitsregelung sowie beliebige andere Hilfseinrichtungen dieser Art vorgesehen sein.

Ansprüche

1. Druckmittelbetriebener Stellantrieb mit einem Hubzylinder (2), dessen Kolben innerhalb eines Körpers (6) verschiebbar ist, einer Kolbenstange (5), und wenigstens einem mit einer anzutreibenden mechanischen Einheit (12) koppelbaren Übertragungselement (3), das mit dem freien Ende (5a) der Kolbenstange (5) über einen Bügel (4) verbunden, parallel zum Hubzylinder angeordnet und in einer aussen am Körper (6) vorgesehenen Führungsbahn (7) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenteil des Körpers (6) auf seiner gesamten Länge den Querschnitt eines Vieleckes aufweist und dass jede Aussenfläche des Körpers (6) mit einer Längsnut (7) versehen ist, wobei jeweils eine Längsnut (7) als Führungsbahn für ein Übertragungselement (3) dient und die freien Längsnuten zur Befestigung des Stellantriebs an der mechanischen Einheit (12) oder einer anderen Stütze vorgesehen sind.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Längsnut (7) im Körper (6) des Hubzylinders (2), die eine Führungsbahn bildet, teilweise durch Halteschienen (8) verschlossen ist, die entlang den Rändern der Längsnut befestigt sind, um zwei sich längs erstreckende Haltelippen für das Übertragungselement (3) zu bilden.

3. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Hubzylinder (2a) mit durchgehender Kolbenstange (5c) an jedem Ende der Kolbenstange (5c) ein Übertragungselement (3) angekoppelt ist.

4. Stellantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubzylinder (2b) zwei entgegengesetzt arbeitende Kolben mit je einer einseitigen Kolbenstange (5b) aufweist, die jeweils an den Enden des Hubzylinders (2a) herausragen und an ihren herausragenden Enden mit einem Übertragungselement (3) gekoppelt sind.

5. Stellantrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung das Übertragungselement (3) als Zahnstange ausgebildet ist, die mit einem Ritzel (12a) in Eingriff steht, das an der anzutreibenden mechanischen Einheit (12) drehbar gelagert ist.

Claims

1. A pressurized fluid-operated actuator comprising a lifting cylinder (2) the piston of which is movable inside a body (6), a piston rod (5), and at least one translating element (3) which is connected to the free end (5a) of the piston rod (5) through a strap (4) and is disposed in parallel to the lifting cylinder and is movable in a guide track (7) provided on the outside of the body (6), characterised in that the outer portion of the body (6) has polygonal cross-section along the entire length thereof, and that each outer surface of the body (6) is formed with a longitudinally extending slot (7), a respective one of said longitudinal slots (7) being used as guide track for a translating element (3) while the free longitudinal slots are provided for mounting the actuator on the mechanical unit (12) or another support.

2. An actuator as claimed in claim 1, characterised in that at least one longitudinal slot (7) in the body (6) of the lifting cylinder (2), which slot constitutes a guide track, is partially closed by retaining rails (8) which are secured along the edges of the longitudinal slot to form two longitudinally extending retaining lips for the translating element (3).

3. An actuator as claimed in claim 1 or claim 2, characterised in that with a lifting cylinder (2a) having a continuous piston rod (5c), a translating element (3) is coupled to either end of the piston rod (5c).

4. An actuator as claimed in claim 1 or claim 2, characterised in that the lifting cylinder (2b) comprises two oppositely operating pistons each having a one-sided piston rod (5b), said piston rods respectively projecting from the ends of the lifting cylinder (2a) and being coupled to a translating element (3) at their projecting ends.

5. An actuator as claimed in any of the preceding claims, characterised in that for the purpose of translating a straight movement into a rotary movement, the translating element (3) is a toothed rack which is in engagement with a pinion (12a) rotatably mounted on the mechanical unit (12) to be driven.

Revendications

1. Vérin hydraulique ou pneumatique comprenant un cylindre de levage (2) dont le piston se déplace latéralement à l'intérieur d'un corps (6), une tige de piston (5) et au moins un élément de transmission (3) pouvant être accouplé à une unité mécanique (12), cet élément de transmission étant lié à l'extrémité libre (5a) de la tige du piston (5) par l'intermédiaire d'un étrier (4), disposé parallèlement au piston de levage, et pouvant être translaté dans une coulisse (7) prévue sur la surface extérieure du corps (6), caractérisé en ce que la partie extérieure du corps (6) présente sur toute sa longueuer la coupe d'un polygone et que chaque surface extérieure du corps (6) est dotée d'une rainure longitudinale (7), chacune de ces rainures longitudinales (7) pouvant respectivement servir de coulisse pour un élément de transmission (3), les rainures longitudinales libres étant prévues pour fixer le vérin sur l'unité mécanique (12) ou sur tout autre support.

2. Vérin selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins une rainure longitudinale (7) pratiquée dans le corps (6) du cylindre de levage (2) et formant coulisse est en partie fermée par des rails de soutien (8) fixés le long des bords de la rainure longitudinale pour former des lèvres de soutien longitudinales pour l'élément de transmission (3).

3. Vérin selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que dans chacun des cylindres de levage (2a) avec une tige de piston continue (5c), un élément de transmission (3) est accouplé à chaque extrémité de la tige de piston (5c).

4. Vérin selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le cylindre de levage (2b) est doté de deux pistons se déplaçant en sens opposés comprenant chacun une tige de piston (5c) unilatérale qui sortent du cylindre de levage (2a) à ses extrémités et qui, à leurs extrémités sortantes, sont accouplées à un élément de transmission (3).

5. Vérin selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que en vue de la transformation d'un mouvement de translation latérale en mouvement rotarif, l'élément de transmission (3) est une crémaillère s'engrenant sur un pignon (12a) rotatif sur l'unité mécanique à entraîner.

Zeichnung