DE29900850U1 - Fluidbetätigter Linearantrieb - Google Patents

Description

G 18556-1 es

05.01.1999

FESTO AG & Co, 73734 Esslingen Fluidbetätigter Linearantrieb

Die Erfindung betrifft einen f1uidbetätigten Linearantrieb, mit einem Gehäuse, das einen Rohrkörper mit stirnseitig angeordneten Deckeln enthält, mit einem im Innern des Gehäuses unter Abteilung zweier Arbeitsräume verschiebbar angeordneten Kolben und mit zwei zu den Arbeitsräumen führenden und in der Wandung des Gehäuses verlaufenden Fluidkanälen, wobei in wenigstens einen dieser Fluidkanäle ein entsperrbares Rückschlagventil eingeschaltet ist, dessen fluidisches Entsperrsignal über einen mit dem jeweils anderen Fluidkanal kommunizierenden Entsperrkanal zugeführt wird.

Ein Linearantrieb dieser Art in einer Ausgestaltung als pneumatisch betätigter Arbeitszylinder geht aus der DE 19716469 Al.hervor. Das Gehäuse besteht dort aus einem Rohrkörper mit stirnseitig unmittelbar angesetzten Deckeln, in denen jeweils ein zum benachbarten Arbeitsraum führender Fluidkanal verläuft. In einen der Fluidkanäle ist ein entsperrbares Rückschlagventil eingeschaltet, das in den zugeordneten Deckel integriert ist und das eine

Fluidzufuhr in den zugeordneten Arbeitsraum zuläßt, während es eine Strömung in Gegenrichtung verhindert. Allerdings kann das Rückschlagventil durch ein fluidisches Entsperrsignal zwangsweise entsperrt werden, das von dem mit dem anderen Arbeitsraum kommunizierenden Fluidkanal abgezweigt und über einen in einem separaten Rohr verlaufenden Entsperrkanal zugeführt wird. Durch das Rückschlagventil kann gewährleistet werden, daß der Kolben auch noch nach längerer Zeit in einer bestimmten Stellung verharrt, ohne in der Stellkraft nachzulassen.

Zwar ist der bekannte Linearantrieb sehr funktionssicher, er verfügt jedoch über einen relativ komplizierten Aufbau, so daß bei der Herstellung in nur geringem Maße auf bei konventionellen Linearantrieben eingesetzte Serienbauteile zurückgegriffen werden kann. Daraus resultiert eine entsprechend kostenaufwendige Herstellung.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Linearantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der über einen einfacheren und kostengünstigeren Aufbau verfügt und die Verwendung einer größeren Anzahl von Standardbauteilen gestattet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das entsperrbare Rückschlagventil in einer Zwischenplatte vorgesehen ist,

die axial zwischen den Rohrkörper und den der entsprechenden Stirnseite zugeordneten Deckel eingefügt ist.

Somit ist das entsperrbare Rückschlagventil nicht mehr Bestandteil eines Gehäusedeckels, sondern sitzt in einer eigenen, insbesondere scheibenartig dünn ausgeführten Zwischenplatte, die axial zwischen den Rohrkörper und einen der Deckel zwischengefügt ist. Somit kann bei Bedarf auf konventionelle Deckelbauformen zurückgegriffen werden, wie sie auch bei Standard-Linearantrieben zum Einsatz gelangen, wobei lediglich von Fall zu Fall eine Zwischenplatte eingefügt wird, wenn der betreffende Linearantrieb mit einer entsperrbaren Rückschlagfunktion ausgestattet werden soll. Die Integration in eine Zwischenplatte vereinfacht überdies die Beibehaltung kompakter Querabmessungen, wobei sich die Zwischenplatte außen derart konturieren läßt, daß ein sauberer Übergang zwischen dem sie einerseits flankierenden Rohrkörper und andererseits flankierenden Deckel vorgesehen werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchenhervor.

Es ist besonders zweckmäßig, den Entsperrkanal im Innern der Wandung des Rohrkörpers vorzusehen, wobei er zum entgegengesetzten Endbereich des Gehäuses geführt ist, um

dort mit dem für die Speisung des anderen Arbeitsraumes verantwortlichen zweiten Fluidkanal zu kommunizieren. Dadurch erübrigen sich umfangreiche Verschlauchungen oder Verrohrungen im radialen Umfangsbereich des Gehäuses, und es lassen sich äußerst kompakte Querabmessungen realisieren. Handelt es sich bei dem Rohrkörper um ein stranggepreßtes Bauteil, kann der mindestens eine Entsperrkanal unmittelbar bei der Extrusionsherstel1ung eingeformt werden, so daß eine nachträgliche spanende Bearbeitung entfal 1 en kann.

Wird nur ein entsperrbares Rückschlagventil benötigt, kann die betreffende Zwischenplatte nach Kundenwunsch wahlweise an einer der beiden Stirnseiten installiert werden. Soll beiden Fluidkanälen ein entsperrbares Rückschlagventil zugeordnet werden, greift man auf zwei entsprechend ausgestattete Zwischenplatten zurück, die axial beiderseits des Rohrkörpers zwischen diesem und den benachbarten Deckel eingefügt werden können. Hier besteht dann auch die Möglichkeit, bei de erforderlichen Entsperrkanale parallel nebeneinanderliegend über wenigstens einen Teil ihrer Länge in der Wandung des Rohrkörpers auszuführen.

Die Zufuhr und Abfuhr des für den Betrieb des Linearantriebes benötigten Druckmediums erfolgt zweckmäßigerweise über an der Außenfläche des Gehäuses vorgesehene

Anschlußöffnungen, die mit jeweils einem der beiden Fluidkanäle kommunizieren, wobei nach Wahl jeder der beiden Deckel mit einer Anschlußöffnung ausgestattet ist oder ein einziger Deckel über beide Anschlußöffnungen verfügt. Im letzteren Fall können nicht nur die Entsperrkanäle, sondern auch wenigstens einer der Fluidkanäle längs des Gehäuse-Innenraumes in der Wandung des Rohrkörpers ver-1 aufen.

Die Befestigung einer jeweiligen Zwischenplatte erfolgt zweckmäßigerweise in einem Arbeitsgang beim Anbringen des benachbarten Deckels, wobei die Zwischenplatte axial zwischen dem Rohrkörper und dem Deckel fest eingespannt wird. Ist ein Deckel entfernt, läßt sich dann auch ohne weiteres die Zwischenplatte mit integriertem entsperrbarem Rückschlagventil abnehmen.

Bevorzugt sind die Fluidkanäle so ausgeführt, daß sie über in den Deckeln verlaufende erste Längenabschnitte verfügen, die bei Vorhandensein einer benachbarten Zwischenplatte mit in diesen verlaufenden zweiten Längenabschnitten kommunizieren, in die die Rückschlagventile eingeschaltet sind. In diesem Zusammenhang sieht man zweckmäßigerweise vor, daß die ersten Längenabschnitte bei nicht vorhandener Zwischenplatte unmittelbar in den angrenzenden Arbeitsraum ausmünden. Auf diese Weise ist eine besonders einfache

Möglichkeit gegeben, einen Linearantrieb herzustellen, der wahlweise mit oder ohne Rückschiagventi1-Zwischenplatte ausgeführt ist, wobei in beiden Fällen auf den gleichen Rohrkörper und die gleichen Deckel zurückgegriffen werden kann. Die gegebenenfalls im Rohrkörper verlaufenden Entsperrkanäle sind bei entfernten Zwischenplatten funktionslos, was jedoch unproblematisch ist, da sie den Aufbau des Linearantriebes nicht beeinträchtigen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 in schematisierter Längsschnittdarstellung eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Linearantriebes und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Linearantrieb aus Fig. 1 gemäß Schnittlinie II-II im Bereich eines zum Gehäuse gehörenden Rohrkörpers.

Bei dem in der Zeichnung abgebildeten Linearantrieb handelt es sich um einen durch Fluidkraft betriebenen Arbeitszylinder, insbesondere einen Pneumatikzylinder. Er verfügt über ein allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnetes längliches Gehäuse, das einen in Fig. 2 in einem beispielhaften Querschnitt gezeigten Rohrkörper 2 enthält, der

stirnseitig durch Gehäuseköpfe 3, 4 verschlossen ist.

Der Rohrkörper 2 definiert mit den beiden Gehäuseköpfen 3, 4 einen länglichen und beispielsweise kreiszylindrisch gestalteten Innenraum 5, in dem ein Kolben 6 axial verschiebbar angeordnet ist. Letzterer arbeitet über nicht näher dargestellte Dichtmittel mit der Innenfläche des Rohrkörpers 2 zusammen, so daß der Innenraum 5 axial in zwei voneinander abgedichtete Arbeitsräume 7, 8 unterteilt wird.

Jeder Gehäusekopf 3, 4 ist von einem Fluidkanal durchsetzt, wobei nachstehend zur besseren Unterscheidbarkeit von einem in dem ersten Gehäusekopf 3 verlaufenden ersten Fluidkanal 11 und einem in dem zweite Gehäusekopf 4 verlaufenden zweiten Fluidkanal 12 die Rede sein soll. Jeder dieser Fluidkanäle 11, 12 mündet mit seinem inneren Ende 13 in den jeweils angrenzenden ersten bzw. zweiten Arbeitsraum 7, 8, wobei sich die Mündung zweckmäßigerweise an der den betreffenden Arbeitsraum begrenzenden und axial orientierten Innenfläche 14 des betreffenden Gehäusekopfes 3, 4 befindet.

Das jeweils entgegengesetzte äußere Ende der beiden Fluidkanäle 11, 12 ist von einer in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Anschlußöffnung 15, 16 gebildet, die im

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Bereich der Außenfläche des Gehäuses 1 liegt, wobei die dem ersten Fluidkanal 11 zugeordnete erste Anschlußöffnung 15 am ersten Gehäusekopf 3 und die dem zweiten Fluidkanal 12 zugeordnete zweite Anschlußöffnung 16 am zweiten Gehäusekopf 4 vorgesehen ist.

Die Anschlußöffnungen 15, 16 ermöglichen das Anschließen weiterführender externer Fluidl eitungen 17, 18, die zu Steuerventilen 22, 23 führen, die die jeweilige Fluidleitung je nach Schaltstellung mit einer Druckquelle P oder einer Drucksenke R, beispielsweise die Atmosphäre, verbinden können. Beim Ausführungsbeispiel ist jeder Fluidleitung 17, 18 ein eigenes Steuerventil zugeordnet, das als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist.

Die beiden Gehäuseköpfe 3, 4 sind mehrteilig ausgeführt und setzen sich aus einer unmittelbar an die zugewandte Rohrkörperstirnfläche 24 angesetzten, beispielsweise scheibenartigen Zwischenplatte 25, 25' sowie einem an die dem Rohrkörper axial entgegengesetzte Plattenfläche der jeweiligen Zwischenplatte 25, 25' angesetzten Deckel 26, 26' zusammen. Die Deckel 26, 26' können ebenfalls plattenartige Flachgestalt haben.

Die Anschlußöffnungen 15, 16 sind beim Ausführungsbeispiel an den beiden Deckeln 26, 26' vorgesehen. Die ersten und

zweiten Fluidkanäle 11, 12 verlaufen mit einem zur jeweiligen Anschlußöffnung 15, 16 führenden ersten Längenabschnitt 2 7 im zugeordneten Deckel 26, 26' und mit einem sich daran anschließenden, zum inneren Ende 13 führenden zweiten Längenabschnitt 28 in der jeweils zugeordneten Zwischenplatte 25, 25'. Der in der FUgeebene zwischen einem jeweiligen Deckel 26, 26' und der benachbarten Zwischenplatte 25, 25' liegende Übergangsbereich 32 zwischen den beiden Längenabschnitten 27, 28 liegt, in Axialrichtung betrachtet, radial innerhalb der Querschnittskontur 33 des Innenraumes 5 und ist in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet.

In jede Zwischenplatte 25, 25' ist ein in Fig. 1 nur schematisch angedeutetes entsperrbares Rückschlagventil 34, 34' eingeschaltet. Dabei ist die Rückschlagfunktion so orientiert, daß ein Zuströmen von Druckmedium in die Arbeitsräume 7, 8 möglich ist, eine entgegengesetzt gerichtete Fluidströmung jedoch normalerweise verhindert wird

Das in die Zwischenplatte 25 des ersten Gehäusekopfes 3 integrierte erste Rückschlagventil 34 kommuniziert über einen in Fig. 1 nur strichpunktiert angedeuteten ersten Entsperrkanal 35 mit dem im anderen Kopfbereich verlaufenden zweiten Fluidkanal 12, und zwar vorzugsweise im Innern der dortigen Zwischenplatte 25' und mit demjenigen Kanal-

abschnitt des zweiten Fluidkanals 12, der zwischen der zweiten Anschlußöffnung 16 und dem zweiten Rückschlagventil 34' verläuft. In entsprechender Weise kommuniziert das zweite Rückschlagventil 34' über einen zweiten Entsperrkanal 36 mit dem ersten Fluidkanal 11 des ersten Gehäusekopfes 3. Dabei ist von Vorteil, daß die beiden Entsperrkanäle 35, 36 mit ihrem sich radial neben dem Innenraum 5 erstreckenden Längenabschnitt im Innern der Wandung des Rohrkörpers 2 verlaufen, so daß auf externe Verschlauchungen oder Verrohrungen verzichtet werden kann.

Die Entsperrkanäle 35, 36 sind derart mit den Rückschlagventilen 34, 34' verbunden, daß der in ihnen anstehende Druck in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied des jeweilien Rückschlagventils 34, 34' einwirkt, das in der Regel durch eine Federanordnung oder eine sonstige Beaufschlagungseinrichtung in eine den Durchgang durch den betreffenden Fluidkanal 11, 12 unterbindende Schließstellung vorgespannt ist. Ist der in einem Entsperrkanal 35, 36 anstehende Druck ausreichend hoch, bildet er ein Entsperrsignal, das das Ventilglied des zugeordneten Rückschlagventils 34, 34' in die Offenstellung verlagert, so daß der entsperrte Zustand des Rückschlagventils vorliegt.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausgangszustand der Gesamtanordnung, bei dem die beiden Fluidl eitungen 17, 18 durch

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entsprechende Schaltstellung der Steuerventile 22, 23 entlüftet sind. Auf diese Weise liegen die Entsperrsignale auf Atmosphärendruck, und die Rückschlagventile 34, 34' bleiben in der Schließstellung, so daß das sich in den beiden Arbeitsräumen 7, 8 befindende Fluid eingeschlossen ist und der Kolben axial unbeweglich zwischen zwei Fluidpolstern eingespannt ist.

Wird nun beispielsweise das erste Steuerventil 22 umgeschaltet, steht in der zugeordneten ersten Fluidleitung unter einem Betätigungsdruck stehendes Fluid an, das von der Druckquelle P stammt. Dieser Betätigungsdruck ist in der Lage, das in den ersten Fluidkanal 11 eingeschaltete erste Rückschlagventil 34 selbsttätig in die Offenstellung zu verbringen. Damit jedoch das Fluid in den ersten Arbeitsraum 7 einströmen und den Kolben 6 verlagern kann, muß dem im zweiten Arbeitsraum 8 eingeschlossenen Fluid die Möglichkeit zum Ausströmen durch den zweiten Fluidkanal 12 gegeben werden. Dies geschieht durch das im ersten Fluidkanal 11 anstehende Fluid, welches über den zweiten Entsperrkanal 36 mit seinem Betätigungsdruck auf das zweite Rückschlagventil 34' einwirkt, wobei der Betätigungsdruck das Entsperrsignal bildet, das in der Lage ist, das zweite Rückschlagventil 34' zu entsperren, das heißt ebenfalls in die Offenstellung zu verbringen. Auf diese Weise ist der Durchgang durch den zweiten Fluidkanal

12 zwangsweise freigegeben, so daß das Fluid aus dem angrenzenden zweiten Arbeitsraum 8 ausströmen kann und eine Verlagerung des Kolbens 6 durch das in den ersten Arbeitsraum 7 einströmende Fluid hervorgerufen wird.

In entsprechender Weise läßt sich eine Bewegung des Kolbens 6 in entgegengesetzte Axialrichtung hervorrufen, wenn die Steuerventile 22, 23 ihre jeweils andere Schaltstellung einnehmen.

Die Bewegung des Kolbens 6 läßt sich außerhalb des Gehäuses 1 an einem mit dem Kolben 6 in Wirkverbindung stehenden Abtriebsteil 37 abgreifen, das beim Ausführungsbeispiel von einer den ersten Gehäusekopf 3 unter Abdichtung durchsetzenden und fest mit dem Kolben 6 verbundenen Kolbenstange gebildet ist. Es versteht sich jedoch, daß die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch bei einem kolbenstangenlosen Linearantrieb verwirklicht werden kann.

Dadurch, daß die entsperrbaren Rückschlagventile 34, 34' jeweils in einer Zwischenplatte 25, 25' vorgesehen sind, die axial zwischen den Rohrkörper 2 und den der entsprechenden Stirnseite zugeordneten Deckel 26, 26' eingefügt ist, ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau mit kompakten Abmessungen und mit der Möglichkeit, weitestgehend auf standardisierte Bauteile zurückgreifen zu können. Bei der

Herstellung des Linearantriebes kann nach Kundenwunsch eine Ausstattung mit oder ohne entsperrbare Rückschlagventile bereitgestellt werden, indem wahlweise eine oder beide Zwischenplatten eingesetzt oder weggelassen werden. Wird ein Rückschlagventil 34, 34' nicht benötigt und entfällt demzufolge die betreffende Zwischenplatte 25, 25', läßt sich der Deckel 26, 26' ohne weiteres in konventioneller Weise unmittelbar an der Stirnfläche 24 des Rohrkörpers 2 montieren, wobei nun das Zu- und Abströmen von Fluid allein durch den ersten Längenabschnitt 27 der Fluidkanäle 11, 12 hindurch erfolgt, der im Hinblick auf die oben erläuterte Position des Übergangsbereiches 32 mit freiliegender Mündung zum zugeordneten Arbeitsraum 7, 8 ausmündet. Die stirnseitigen Öffnungen der nicht benötigten Entsperrkanäle 35, 36 werden dabei von den Deckeln 26, 26' überdeckt und sind von außen nicht zu erkennen. Es kann somit auf Grundlage eines mit Entsperrkanälen 35, 36 versehenen Rohrkörpers 2 und zweier Deckel 26, 26' wahlweise ein mit Zwischenplatten und Rückschlagventilen ausgestatteter Sonderzylinder oder ein über keine Rückschlagventile verfügender Standardzylinder hergestellt werden, was einen Rückgriff auf eine große Anzahl von Gleichteilen ermöglicht und eine kostengünstige Fertigung gestattet.

Bevorzugt sind die Gehäuseköpfe 3, 4 durch Schraubverbindungen am Rohrkörper 2 festgelegt, wobei entsprechende

Befestigungsschrauben 38 strichpunktiert angedeutet sind. Letztere sind dabei zweckmäßigerweise lediglich am Rohrkörper 2 und am Deckel 26, 26' verankert, wobei sie die dazwischengefügte Zwischenplatte 25, 25' ohne Schraubeingriff durchsetzen, so daß letztere axial zwischen dem Rohrkörper 2 und dem jeweiligen Deckel 26, 26' fest eingespannt ist. Bei nicht vorhandener Zwischenplatte kann der betreffende Deckel 26, 26' unmittelbar mit dem Rohrkörper 2 verschraubt werden.

Claims (9)

G 18556-1 es 05.01.1999 FESTO AG & Co, 73734 Esslingen Fluidbetatigter Linearantrieb Ansprüche

1. Fluidbetatigter Linearantrieb, mit einem Gehäuse (1), das einen Rohrkörper (2) mit stirnseitig angeordneten Deckeln (26, 26') enthält, mit einem im Innern des Gehäuses (1) unter Abteilung zweier Arbeitsräume (7, 8) verschiebbar angeordneten Kolben (6) und mit zwei zu den Arbeitsräumen (7, 8) führenden und in der Wandung des Gehäuses (1) verlaufenden Fluidkanälen (11, 12), wobei in wenigstens einen dieser Fluidkanäle (11, 12) ein entsperrbares Rückschlagventil (34, 34') eingeschaltet ist, dessen fluidisches Entsperrsignal über einen mit dem jeweils anderen Fluidkanai kommunizierenden Entsperrkanal (35, 36) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das entsperrbare Rückschlagventil (34, 34') in einer Zwischenplatte (25, 25') vorgesehen ist, die axial zwischen den Rohrkörper (2) und den der entsprechenden Stirnseite zugeordneten Deckel (26, 26') eingefügt ist.

2. Linearantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entsperrkanal (35, 36) im Innern der Wandung des Rohrkörpers (2) verläuft und im Bereich der der Zwischenplatte (25, 25') entgegengesetzten Stirnseite des Gehäuses (1) mit einem Fluidkanal (11, 12) verbunden ist.

3. Linearantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden der beiden Fluidkanäle (11, 12) ein entsperrbares Rückschlagventil (34, 34') eingeschaltet ist, wobei die beiden Rückschlagventile (34, 34') in zwei Zwischenplatten (25, 25') vorgesehen sind, die im Bereich der beiden einander entgegengesetzten Stirnseiten des Gehäuses (1) zwischen den Rohrkörper (2) und den zugeordneten Deckel (26, 26') zwischengefügt sind.

4. . Linearantrieb nach Anspruch 3 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Entsperrkanäle (35, 36) in der Wandung des Rohrkörpers (2) verlaufen

5. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Fluidkanal (11, 12) eine an der Außenfläche des Gehäuses (1) vorgesehene Anschlußöffnung (15, 16) für den Anschluß einer weiterführenden Fluidleitung zugeordnet ist, wobei sich die Anschluftöffnungen (15, 16) an den beiden Deckeln (26, 26') befinden.

6. Linearantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Deckeln (26, 26') verlaufende erste Längenabschnitte (27) der Fluidkanäle (11, 12) so angeordnet sind, daß sie bei Vorhandensein einer benachbarten Zwischenplatte (25, 25') mit in dieser verlaufenden und zu einem entsperrbaren Rückschlagventil (34, 34') führenden zweiten Längenabschnitten (28) der Fluidkanäle (11, 12) kommunizieren und bei NichtVorhandensein einer benachbarten Zwischenplatte (25, 25') unmittelbar in den angrenzenden Arbeitsraum (7, 8) ausmünden.

7. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als Arbeitszylinder mit einem am Kolben (6) angreifenden stangenförmigen Abtriebsteil, das wenigstens einen der Deckel (26) durchsetzt.

8. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der einer Zwischenplatte (25, 25') zugeordnete Deckel (26, 26') mit dem Rohrkörper (2) verschraubt ist, wobei die zugeordnete Zwischenplatte (25, 25') axial zwischen dem Deckel (26, 26') und der Stirnfläche des Rohrkörpers (2) eingespannt ist.

9. Linearantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an jeden Fluidkanal (11, 12) ein eigenes 3/2-Wegeventi1 als Steuerventil (23) angeschlossen ist.