DE4023058C2 - Kolbenstangenloser Arbeitszylinder, insbesondere für kompressible Medien, mit einer Bremseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kolbenstangenlosen Arbeitszylinder, insbesondere für kompressible Medien mit einer Bremseinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige kolbenstangenlose Arbeitszylinder mit einer Bremseinrichtung dienen für axiale Bewegungsabläufe, bei denen der Kolben mit dem Kraftabnehmer gegenüber dem Zylinder-Gehäuse angehalten, festgestellt und/oder positioniert wird. Aus diesem Grunde werden sie in pneumatischen Sicherheitseinrichtungen und allgemeinen pneumatischen Anlagen eingesetzt.

Durch die DE 32 29 305 A1 ist eine Bremseinrichtung für fluidbetriebene kolbenstangenlose Arbeitszylinder bekannt, die angenähert etwa der eingangs bezeichneten Bremseinrichtung entspricht, die jedoch anstelle der Gleitkörper zwischen Gleitbahn und Gegengleitbahn innerhalb des Kraftabnehmers einen besonderen Druckkörper besitzt, der mit einem Abdichtungselement arbeitet und bei dem insbesondere außerhalb der Gleitbahnen und Gegengleitbahnen vorgesehene Bremsflächen angeordnet sind.

Ein kolbenstangenloser Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art ist durch die DE 35 14 074 A1 bekannt. Bei ihm werden mittels Druckluft die an einem Hebelelement angreifenden Bremskräfte erzeugt.

Die Erzeugung der Bremskraft, ein Druckluftkissen bzw. Balg zu verwenden, geht aus der DE 33 28 292 A1 hervor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der hohe Haltekräfte erzeugt werden können und die vor allen Dingen in den Kraftabnehmer integriert werden kann, ohne die äußeren Abmessungen des gesamten Arbeitszylinders unangemessen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung gestattet eine äußerst kompakte Bauweise des kolbenstangenlosen Arbeitszylinders insgesamt, und es können ausreichend hohe Bremskräfte erzeugt werden, nämlich höhere Kräfte gegenüber dem Stand der Technik. Darüber hinaus ist eine kostengünstige Herstellung möglich, indem ein Arbeitszylinder fertigungstechnisch leicht ohne und mit Bremseinrichtung ausgerüstet werden kann.

Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Unteransprüchen hervor. Im einzelnen handelt es sich dabei um folgende Merkmale:

Die an dem Hebelelement angreifenden Bremskräfte sind durch ein Druckluftkissen erzeugbar. Durch diese Maßnahme entfällt eine durch Verschleiß behaftete Abdichtung mittels eines Abdichtungselementes, wie dieses im Stand der Technik benutzt wird.

Das Druckluftkissen ist zwischen dem Hebelelement einerseits und einer Abstützfläche an dem Kraftabnehmer andererseits angeordnet. Es liegt dadurch gut geführt und geschützt, unbeeinflußt von äußeren Einflüssen, wie Temperatur, Schmutz und dgl. innerhalb des Gerätes.

Auf dem Hebelelement greifen mittig eine oder mehrere vorgespannte Blattfedern an und das Druckluftkissen ist zwecks Aufhebung der Bremskraft mittels Druckluft beaufschlagbar. Einerseits wird hierdurch das Hebelelement stets in einer Nullstellung gehalten und andererseits stehen für das Druckluftkissen definierte Anlageflächen zur Verfügung. Von besonderem Vorteil ist jedoch, daß entweder die Bremskraft über eine vorgespannte Blattfeder aufgebracht werden kann oder aber über das Druckluftkissen.

Aus diesem Grund ist vorgesehen, daß das Druckluftkissen sich auf einer Seite des Hebelelementes und die Blattfeder sich auf der anderen Seite befinden.

In der Gehäusemittellängs-Ebene sind jeweils Einstellschrauben angeordnet und mit dem Hebelelement verbunden. Die Schrauben sind mittels eines Klemmrings in Richtung auf das Zylinder- Gehäuse einstellbar und in Gegenrichtung arretierbar. Vorteilhafterweise bilden diese Merkmale einen zusätzlichen Spielausgleich. Ausgehend von der praktischen Erfahrung, daß Gleitführungen einem Verschleiß unterworfen sind und aus diesem Grund in gewissen Zeitabständen nachgestellt werden müssen, wenn die Führungsqualität erhalten bleiben soll, vermeidet die gekennzeichnete Lösung dieses Nachstellen und gewährleistet über einen weiten Bereich hin ein immer gleichbleibendes Führungsspiel.

Die Hebelelemente sind als vorgespanntes Blattfederelement ausgeführt, wobei das Druckluftkissen dem Zylinder-Gehäuse zugewendet angeordnet ist. Hier werden also Blattfeder und Hebelelement zu einem einzigen Teil vereinigt, wobei deren Funktion erhalten bleibt. Bei dieser Gestaltung ist daher die Verminderung der Zahl der Einzelteile besonders augenfällig.

Das als Blattfederelement ausgebildete Hebelelement ist auf Kugeln abgestützt, die in dem den Gleitkörpern abgewandten Bereich der Anstellelemente gelagert sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Bremseinrichtung, die zusätzlich zu einem kolbenstangenlosen Arbeitszylinder hinzugefügt wird,

Fig. 2 die zu Fig. 1 gehörende Draufsicht,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den kolbenstangenlosen Arbeitszylinder mit Bremseinrichtung in einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 denselben Querschnitt wie Fig. 3 für ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 denselben Querschnitt wie Fig. 3 für ein drittes Ausführungsbeispiel,

Fig. 6 einen Teil des Querschnitts gemäß Fig. 3 für ein viertes Ausführungsbeispiel.

Ein kolbenstangenloser Arbeitszylinder ist in einem Zylinder-Gehäuse 1 untergebracht und arbeitet vorzugsweise mit Druckluft. Über dem Zylinder-Gehäuse 1 befindet sich eine Bremseinrichtung 2 (Fig. 1), deren Einzelteile zwischen einem Kraftabnehmer 3 und einem Gehäusedeckel 4 im wesentlichen unter dem Gehäusedeckel 4 in Flachbauweise angeordnet sind. Der Kraftabnehmer 3 ist als Schlitten 3a ausgebildet. Der Schlitten 3a ist mit Aussparungen 3b versehen, in welche die Gleitkörper 7 eingelegt sind. Das Zylinder-Gehäuse 1 ist mit Gleitbahnen 5 und Gegengleitbahnen 6 ausgebildet, die so zueinander angeordnet sind, daß der Schlitten 3a diese umschließt, so daß ein Abheben vermieden wird. Die Gleitkörper 7 werden bei Montage mittels Einstellschrauben 8 und darunter verlaufenden Druckleisten 9 auf ein Spiel eingestellt, aufgrund dessen der Kraftabnehmer 3 als Schlitten 3a hin- und herbewegt werden kann. Dieses Spiel ist daher jeweils zwischen einem Gleitkörper 7 und einer Gegengleitbahn 6 des Gehäusequerschnittprofils 11 einzustellen. Das Spiel wird jedoch erst dann definiert, wenn auch Anstellelemente 12 über die Gleitkörper 7 eingestellt sind, wobei es sich bei dem Spiel um ein Gleitspiel handelt.

Die Bremseinrichtung 2 erstreckt sich (Fig. 1 und 2) über die Länge des Kraftabnehmers 3. An der Bremseinrichtung 2 ist an den Enden des Gehäusedeckels 4 jeweils eine Platte 13 und 14 als Abschluß mittels Schrauben 15 befestigt. Unter den in Reihen angeordneten Anstellelementen 12 befindet sich der Gleitkörper 7. Die Platten 13 und 14 legen die Gleitkörper 7 in Längsrichtung fest. Bei Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben sind, ist jeweils ein Medienanschluß 16 vorhanden, dessen Anschlußstutzen 17 das Medium einleitet.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) arbeitet die Bremseinrichtung 2 mit Federkraft, deren Aufhebung jedoch mit Druckmedien, wie z. B. Druckluft, erfolgt.

Die Bremseinrichtung 2 ist jeweils bezogen auf eine Paarung aus Gleitbahn 5 und Gegengleitbahn 6 symmetrisch zu einer Schlitten- bzw. Gehäusemittellängs-Ebene 19 angeordnet. Die Bremseinrichtung 2 besitzt außerdem ein Kraftglied 20, das in einem mittigen Bereich 21 der Gehäusemittellängs-Ebene 19 wirkt. Ferner ist ein Hebelelement 22 vorgesehen, das mit Hebelarmen 22a und 22b, und zwar jeweils über Vorsprünge 23 jeweils zentrisch auf den Anstellelementen 12 aufliegt, wobei an dem Hebelelement 22 die Bremskraft selbst im Bereich der Gehäusemittellängs-Ebene 19 angreift.

Das Hebelelement 22 bildet somit im Querschnitt einen Biegeträger, der jeweils außen und mittig zur Schlitten- bzw. Gehäusemittellängs-Ebene 19 abgestützt ist und zwischen diesen Abstützungen auf den Anstellelementen 12 aufliegt. Hierbei wird die Abstützung außen vorteilhafterweise durch Vorsprünge 24 des Gehäusedeckels 4 gebildet.

Die an dem Hebelelement 22 angreifenden Anpreßkräfte, z. B. eine Klemmkraft, um den Kraftabnehmer 3 stillzusetzen, werden durch ein gemeinsames Druckluftkissen 25 erzeugt. Das Druckluftkissen 25 ist zwischen dem Hebelelement 22 einerseits und einer Abstützfläche 26 auf dem Kraftabnehmer 3 andererseits angeordnet. Auf dem Hebelelement 22 greifen mittig eine oder mehrere vorgespannte Blattfedern 27 an, deren Kraft dadurch aufhebbar ist, daß das Druckluftkissen 25 zwecks Aufhebung der Bremskraft mittels Druckluft beaufschlagbar ist. Soll die Bremskraft wieder aufgebracht werden, ist das Druckluftkissen 25 zu entspannen.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) arbeitet die Bremseinrichtung 2 mit Druckluft und das Lösen der Bremse erfolgt durch Druckentlastung. Hier befindet sich das Druckluftkissen 25 auf einer anderen Seite des Hebelelementes 22, und die Blattfeder 27 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite. In diesem Fall liegt die Abstützfläche 26 an der Innenseite des Gehäusedeckels 4.

Gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 5) ist ein automatischer Spielausgleich vorgesehen. Hierzu dienen in Reihe angeordnete Einstellschrauben 28, die jeweils in eine Mutter 29 ein- und ausschraubbar sind, wobei die Mutter 29 in der Längsachse (Schlitten- bzw. Gehäusemittellängs-Ebene 19) verdrehsicher in die Blattfeder 27 eingesetzt ist. Im Gehäusedeckei 4 sind Klemmringe 30 derart eingesetzt, daß sie nach unten durch einen Ansatz und nach oben durch einen Sicherungsring 31 begrenzt sind, und zwar so, daß sie in axialer Richtung Spiel aufweisen und dabei mit ihrem Innenteil fest auf der Einstellschraube 28 klemmen. Dadurch kann sich die Einstellschraube 28 nach unten bewegen, sie rutscht gewissermaßen durch, während sie in entgegengesetzter Richtung gesperrt ist. Mit dem Spiel zwischen dem Klemmring 30 und dem Sicherungsring 31 wird eine bestimmte Bewegung zugelassen, die auf die Gleitbahn 5/Gegengleitbahn 6 übertragen wird und beim Aufheben der Bremskraft den Öffnungsweg und somit das Führungsspiel auf ein Vorgegebenes Maß begrenzt. Tritt Verschleiß ein, dann stellt sich die Einrichtung in der Weise nach, daß die Einstellschrauben 28 in dem Klemmring 30 nach unten durchrutschen.

Gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel (Fig. 6) ist das Hebelelement 22 und die Blattfeder 27 zu einem Blattfederelement 32 vereinigt. Das Druckluftkissen 25 ist dann wieder dem Zylinder-Gehäuse 1 zugewendet angeordnet.

Das als Blattfederelement 32 ausgebildete Hebelelement 22 ist auf Kugeln 33 abgestützt, die in dem den Gleitkörpern 7 abgewandten Bereich der Anstellelemente 12 gelagert sind.

Claims (8)

1. Kolbenstangenloser Arbeitszylinder, insbesondere für kompressible Medien, mit einer Bremseinrichtung zwischen einem Kraftabnehmer, der als Schlitten mit Gleitbahnen ausgebildet ist und einem den Arbeitszylinder aufnehmenden und Gegengleitbahnen bildenden Zylinder-Gehäuse, mit zwischen den Gleitbahnen und Gegengleitbahnen angeordneten Gleitkörpern, die gegen die an Profilseiten des Gehäusequerschnittsprofils angeordneten Gleitbahnen und/oder gegen die Gegengleitbahnen anliegen, mit Anstellelementen, die in Richtung gegen die Gleitkörper zur Einstellung eines Gleit- oder Bremsspiels anstellbar sind, wobei die Bremseinrichtung, bestehend aus Gleitkörpern und Anstellelementen, jeweils bezogen auf eine Paarung aus Gleitbahn und Gegengleitbahn mit seitlichem Abstand zu einer Schlitten- bzw. Gehäuseschlittenlängs-Ebene angeordnet ist, und die Bremseinrichtung außerdem in einem oberen Bereich zwischen den Gleitkörpern bzw. den Anstellelementen liegend ein Kraftglied, in einen Bereich der Gehäusemittellängs-Ebene wirkt, besitzt, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Hebelelement (22) vorgesehen ist, das mit Hebelarmen (22a, 22b) jeweils zentrisch auf den Anstellelementen (12) angreift und an dem eine die Bremskraft erzeugende Anpreßkraft mittig angreift, und
daß das Hebelelement (22) aus einem jeweils außen und mittig zur Schlitten- bzw. Gehäusemittellängs-Ebene (19) abgestützten Biegeträger besteht und jeweils zwischen diesen Abstützungen auf den Anstellelementen (12) aufliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Hebelelement (22) angreifenden Bremskräfte durch ein Druckluftkissen (25) erzeugbar sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckluftkissen (25) zwischen dem Hebelelement (22) einerseits und einer Abstützfläche (26) an dem Kraftabnehmer (3) andererseits angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Hebelelement (22) mittig eine oder mehrere vorgespannte Blattfedern (27) angreifen und daß das Druckluftkissen (25) zwecks Aufhebung der Bremskraft mittels Druckluft beaufschlagbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckluftkissen (25) sich auf einer Seite des Hebelelements (22) und die Blattfeder (27) sich auf der anderen Seite befinden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gehäusemittellängs-Ebene (19) jeweils Einstellschrauben (28) angeordnet sind und mit dem Hebelelement (22) verbunden sind, die mittels eines Klemmrings (30) in Richtung auf das Zylinder-Gehäuse (1) einstellbar und in Gegenrichtung arretierbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelelement (22) als vorgespanntes Blattfederelement (32) ausgeführt ist, wobei das Druckluftkissen (25) dem Zylinder- Gehäuse (1) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das als Blattfederelement (32) ausgebildete Hebelelement (22) auf Kugeln (33) abgestützt ist, die in dem den Gleitkörpern (7) abgewandten Bereich der Anstellelemente (12) gelagert sind.