FLUID PRESSURE ACTUATOR WITH SLOTTED CYLINDER AND SEALED ENDS

Abstract: 1. A pressure fluid cylinder comprising a longitudinally slotted cylinder tube (1) closed at its ends and enclosing a piston (10) provided therein in a sealed relationship and for longitudinal displacement, the longitudinal slot (7) of said cylinder tube being sealed by a flexible sealing strip (25) which is provided in the interior of the cylinder tube on both sides of the piston and extending beneath a load transmission element (14) in the zone of the piston, which load transmission element projects outwardly through the longitudinal slot (7) and is directly connected with the piston (10), the load transmission element being longitudinally guided by means of parallel guide means (18, 19) rigidly connected with the cylinder tube (1) and having at least two guideways (18) arranged outside the cylinder tube, characterized in that at least one guideway (18) of each of the parallel guide means is arranged in the zone between the outer edge of the longitudinal slot (7) and the horizontal plane (23) in which the axis of the piston is located and which extends perpendicular to the longitudinal central plane (22) extending through the axis (3) of the piston and the longitudinal slot (7), on both sides of the longitudinal slot (7), directly on the outer surface of the cylinder tube (1), and in that the load transmission element (14) has a bow-like guide member (16) which overlaps the cylinder tube (1) to the height of the guideways (18), which guide member is laterally supported against the guideways (18) and by means of which the cylinder tube (1) is held together in the zone of the longitudinal slot (7).

Description: Druckmittelzylinder mit einem längsgeschlitzten endseitig verschlossenen Zylinderrohr Die Erfindung betrifft einen Drucknittelzylinder mit einem längsgeschlitzten endseitig verschlossenen Zylinderrohr, in dem ein abgedichteter Kolben lä-ngsverschieblich geführt ist und dessen Längs schlitz beiderseits des Kolbens durch ein innenliegendes biegsames Abdeckband abgedichtet ist, das im Bereiche des Kolbens und einem durch den Längsschlitz nach aussen ragenden, mit dem Kolben unmittelbar verbundenen Kraft übertragungselement hinlurchaeführt ist, wobei das Kraftübertragungselement über eine mit dem Zylinderrohr starr verbundene, wenigstens zwei ausserhalb des Zylinderrohres liegende Führungsbahnen aufweisende Parallelführung längsgeführt ist. Bei Druckmittelzylindern mit längsgeschlitztem Zylinderrohr wird die von der Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens herrührende Betätigungskraft durch den Längs schlitz des Zylinderrohres hindurch über das Kraftübertragungselement unmittelbar auf die angetriebene Einrichtung übertragen, womit Kolbenstangen wegfallen. Der Längsschlitz bedeutet notwendigerweise eine gewisse Schwächung des Zylinderrohres, so .dass bei höherer Beanspruchung Vorsorge getroffen werden muss, um ein unerwünschtes Aufweiten des Längs schlitzes zu verhüten. Wenn Sich der Längsschlitz aufweitet, kann nämlich das Dichtband seine Funktion unter Umständen nicht mehr einwandfrei erfüllen, womit Leckagen oder sogar die mit einer erheblichen Unfallgefahr verbun- dene sogenannte Bandexplosion auf treten können. Ausserdem dürfen von der angetriebenen Einrichtung aus keine allzu grossen seitlichen Kräfte auf das Kraftübertragungsglied ausgeübt werden, weil diese Kräfte auch von dem geschlitzten Zylinderrohr aufgenommen werden müssen. Um die Widerstandsfähigkeit des Zylinderrohres gegen dieses Aufweiten des Längs schlitzes zu erhöhen ist es bekannt (DE-PS 843 482), die Zylinderbohrung exzentrisch zu der Aussenwand des Zylinderrohres anzuordnen und mit dieser durch Rippen zu verbinden. Damit wird zwar die Festigkeit des Zylinderrohres erhöht, doch wird das Zylinderrohr notwendigerweise schwer und teuer. Bei einem anderen Druckmittelzylinder (DE-PS 846 493) hat man eine Abhilfe in der Weise versucht, dass ein Dichtstreifen mit U-förmiger Querschnittsgestalt verwendet wird, dessen Flansche in Aussparungen beidseitig des Längsschlitzes eingreifen, so dass der Dichtstreifen neben seiner Dichtfunktion dazu beiträgt, den Längsschlitz zusammen zu halten und damit die Gefahr des Aufweitens herabzusetzen. Da der Dichtstreifen trotz seiner U-förmigen Querschnittsgestalt flexibel bleiben muss, kann er nur in verhältnismässig geringem Masse an seinen Flanschen angreifende Querkräfte aufnehmen, womit auch seine Wirksamkeit im S-inne des Zusa=}kMaleeng des Längsschlitzes beschränkt ist. Es wurde' auch schon versucht (DE-PS 804 632), der vor dem Längsschlitz herrührenden Schwächung des Zylinderrohres dadurch abzuhelfen, dass jede Längskante des Schlitzes von einem nach aussen ragenden Längs flansch begrenzt ist und die beiden Längsflansche durch eine aufgesetzte, im Querschnitt C-förmige Klammer zusammengehalten sind. Die Klammer bedingt aber recht ungünstige Abdicftungs- verhältnisse mit einem aussenliegenden Dichtband und ein kompliziertes, mit einem-Teil unter der Klammer durchgreifendes Kraftübertragungselement, das lediglich seitlich neben dem Längsschlitz an die von ihm angetriebene Einrichtung angekoppelt werden kann, so dass auf das Kraftübertragungselement beim Antrieb ein Moment ausgeübt wird, was unerwünscht ist. Um zu vermeiden, dass das Kraftübertragungselement und damit der Kolben beim Antrieb quer zu der Zylinderlängsachse wirkenden Kräften oder der Wirkung von Momenten ausgesetzt ist, ist es bekannt (DE-OS 2908 605), dem Zylinderrohr seine oder mehrere parallel verlaufende Führungsschienen zuzuordnen, die mit dem Zylinderrohr über Verbindungsplatten endseitig starr verbunden sind und auf denen über Kugelführungsbüchsen ein Wagen längsverschieblich gelagert ist, der mit dem Kraftübertragungselement starr verbunden ist. Durch die im Abstand zu dem Zylinderrohr angeordneten Führungsschienen mit dem darauf laufenden Wagen wird aber der Platzbedarf des ganzen Druckmittelzylinders wesentlich erhöht, während sich die Herstellungskosten beträchtlich vergrössern. Ausser dem trägt diese Anordnung nichts dazu bei, die Widerstandsfähigkeit des Zylinderrohres selbst gegen Aufweitung im Bereiche des Längsschlitzes zu erhöhen. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Druckmittelzylinder mit längsgeschlitztem Zylinderrohr zu schaffen, der sich bei einfachem Aufbau durch eine hohe Festig keit des.Zylinderrohrs gegen Aufweiten im Bereiche des Längsschlitzes auszeichnet und der auch für Anwendungsfälle einsetzbar ist, bei denen beim Antriebshub quer zu der Zylinderlängsachse gerichtete Kräfte auf das Kraftübertragungselement einwirken oder dieses der Wirkung von an ihm angreifenden Momenten ausgesetzt ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Druckmittelzylinder erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Längsschlitzes unmittelbar auf der Aussenseite des Zylinderrohres zwei parallele Führungsbahnen in dem Bereich zwischen der äusseren Berandung des Längsschlitzes und der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene angeordnet sind, und dass das Kraftübertragungselement ein das Zylinderrohr bis auf die Höhe der Führungsbahnen übergreifendes bügelartiges Führungsteil aufweist, das seitlich gegen die Führungsbahnen abgestützt ist. Die beiden Führungsbahnen liegen beidseitig des Längsschlitzes, und zwar oberhalb der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene, d.h. in mehr oder weniger unmittelbarer Nähe des Längsschlitzes. Das Zylinderrohr wird deshalb im Bereiche des Längsschlitzes von dem bügelartigen Führungsteil des Kraftübertragungselementes zusammengehalten,' womit seine Widerstandsfähigkeit gegen Aufweiten des Längsschlitzes wesentlich erhöht wird. Gleichzeitig bilden die Führungsbahnen eine Parallelführung für das Kraftübertragungselement, über die auf das Kraftübertragungselement etwa zur Einwirkung kommende Momente oder seitlich gerichtete Kräfte einwandfrei aufgenommen und unmittelbar in die Wandung des Zylinderrohres abgeleitet werden, ohne den Kolben oder das Kraftübertragungselement beeinträchtigen zu können. Insbesondere bei schwierigen Anwendungsfällen, bei denen mit dem Auftreten von sehr ungünstig gerichteten Reaktionskräften am Kraftübertragungselement gerechnet werden muss, kann es zweckmässig sein, wenn das Zylinderrohr zumindest auf einer Seite des Längs schlitzes zwei paarweise übereinander angeordnete parallele Führungsbahnen trägt, wodurch die Zahl der Stellen, an denen diese Reaktionskräfte in die Zylinderrohrwandung eingeleitet werden, entsprechend erhöht wird. Dabei können die beiden paarweise übereinanderliegenden Führungsbahnen jeweils oberhalb und unterhalb der die Kolben achse enthaltenden Symmetrieebene liegen, was vor allem dann zweckmässig ist, wenn in Umfangsrichtung des Zylinderrohres wirkende Reaktionskräfte an dem Kraftübertragungselement zu erwarten sind. Um zu erreichen, dass die Führungsbahnen eine an dem Kraftübertragungselement angreifende radiale Last möglichst gleichmässig aufnehmen ist es zweckmässig, wenn die beidseitig des Längsschlitzes liegenden Führungsbahnen mit ihrer Mittelachse jeweils in einer durch die Kolbenachse verlaufenden Ebene liegen, die mit der Längsmittelebene des Längs schlitzes einen Winkel von ca. 450 einschliesst. Die Führungsbahnen können durch an der Zylinderrohraussenwand oder dem Führungsteil angeordnete Längsnuten gebildet sein, die in einer bevorzugten Ausführungsform eine prismatische Gestalt aufweisen. Das Führungsteil ist zweckmässigerweise über Führungsleisten gegen die Längsnuten abgestützt, die aus einem verschleiss festen, reibungsarmen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, bestehen können. Es sind aber auch Anordnungen denkbar, bei denen das Führungsteil über Wälzkörper gegen die Führungsbahnen abgestützt ist. Schliesslich ist es vorteilhaft, wenn das Führungsteil nachstellbar gegen die Führungsbahnen abgestützt ist, um damit eine exakte spielfreie Führung des Kraftüber tragungselementes zu gewährleisten und etwaige Verschleisserscheinungen und Herstellungstoleranzen ausgleichen zu können. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Druckmittelzylinder gemäss der Erfindung, im axialen Schnitt, in einer schematischen Seitenansicht, Fig. 2 den Druckmittelzylinder nach Fig. 1, ge schnitten längs der Linie II-II der Fig. 1, in einer perspektivischen Teildarstellung und in einem anderen Massstab, und Fig. 3, den Drucknittelzylinder nach Fig. 1, ge schnitten längs der Linie III-III der Fig. 1, in einer perspektivischen Teildarstellung und in einem anderen Massstab. Der Druckmittelzylinder weist ein Zylinderrohr 1 auf, das eine zylindrische Zylinderbohrung 2 enthält, deren Achse 3 gegenüber der bei 4 angedeuteten Symmetrieebene des Zylinderrohres 1 exzentrisch angeordnet ist. Das Zylinderrohr 1 ist oben und unten durch zwei parallel Flächen 5,6 begrenzt und weist einen' in die Zylinderbohrung 2 führenden Längsschlitz 7 auf,, der in der Fläche 5 mündet. In der Zylinderbohrung 2 des endseitig durch zwei Deckel 8,9 verschlossenen Zylinderrohres 1 ist ein Kolben 10 verschieblich geführt, der endseitig bei 11 und 12 jeweils mittels einer Dichtmanschette tegen die Innenwand der Zylinderbohrung 2 abgedichtet ist und einen mittleren Teil 13 kleineren Durchmessers aufweist. Auf den Teil 13 ist ein Kraftübertragungselement 14 aufgesetzt, das mittels eines stegar-tigen Teiles 15 durch den Längsschlitz 7 ragt und ein mit dem stegartigen Teil 15 verbundenes bügelförmiges Führungsteil 16 aufweist, welches in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise eine im wesentlichen U-förmige Querschnittsgestalt aufweist und das Zylinderrohr 1 von aussen her teilweise umgreift. Auf das Führungteil 16 sind zwei parallele Flansche 17 aufgesetzt, die zum Anschluss der nicht weiter dargestellten angetriebenen Einrichtung dienen. Bei dem dartgestellten Ausführungsbeispiel ist das Kraftübertragungselement 14 mit all seinen erwähnten Teilen einstückig ausgebildet. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen ein mehrteiliges Kraftübertragungselement 14 Verwendung findet, dessen Teile (beispielsweise 15,16,17) miteinander verschraubt oder verschweisst sind. Beidseitig des Längsschlitzes 7 sind in der Aussenwand des Zylinderrohres 1 einander gegenüberliegend zwei prismatische Führungsnuten 18 von im wesentlichen dreiecksförmiger Querschnittsgestalt angeordnet, die parallel zueinander ausgerichtet sich über die Länge des Zyiinderrohres 1 erstrecken und Führungsbahnen für das Kraftübertragungselement 14 bilden. Mit den Führungsnuten 18' wirken zwei prismatische Führungsleisten 19 zusammen, die in entsprechende Nuten auf der Innenseite der Schenkel 20 des Führungsteiles 16 eingesetzt sind und die aus einem reibungsarmen und versc,hleissfesten Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial,wie etwa Polytetrafluoräthylen, bestehen. Die Führungsleisten 19, die gemeinsam mit den Führungsnuten 1-8 eine Parallelführung für das Kraftübertragungselement 14 bilden und über die sich das Führungsteil 16 und damit das Kraftübertragungselement 14 selbst gegen die Aussenwand des Zylinderrohres 1 abstützt, sind mittels Stellschrauben 21 auf die bei 22 angedeutete Symmetrieebene des Längsschlitzes 7 zu nachstellbar. Zusätzlich zu den beiden in Fig. 2 dargestellten Führungsnuten 18 in der Nähe des Längsschlitzes 7 kann das Zylinderrohr 1 noch weitere Führungsnuten 18 aufweisen, von denen im vorliegenden Falle zwei bei 18a vorgesehen sind. Die beiden Führungsnuten 18a liegen unterhalb der die Achse 3 der Zylinderbohrung 2 und damit des Kolbens 10 enthaltenden Symmetrieebene 23; in sie greifen entsprechende Führungsleisten 19a ein, von denen eine in Fig. 2 links gestrichelt veranschaulicht ist und die ebenfalls mittels Schrauben 21 nachstellbar sind. Die Führungsleisten 19a sind ihrerseits jeweils in einer, beispielsweise bei 24 schematisch angedeuteten Verlängerung des zugeordneten Schenkels 20 des Führungsteiles 16 angeordnet. Anstelle der Führungsleisten 19 könnten naturgemäss auch Wälzkörper oder Wälzlager als Abstützelemente verwendet werden, wie es auch denkbar ist, die Führungsnuten 18 in den Schenkeln 20 anzuordnen und die Führungsleisten 19 bzw. die erwähnten Abstützelemente auf der ZylinderrohrauBenwand vorzusehen. Wenn bei einem von der Druckmittelbeaufschlagung herrührenden Krafthub des Kolbens 10 auf das Kraft übertragungselement 14 eine quer zu der Kolbenlängsachse 3 gerichtete Kraft oder ein Moment ausgeübt werden sollte, so werden diese Kraft bzw. das Moment von den Führungsnuten 18 und den Führungsleisten-19 einwandfrei aufgenommen, so dass der Kolben 10 d'adurch nicht beeinträchtigt wird und auch keine Aufweitung des Längsschlitzes 7 des Zylinderrohres 1 erfolgt. Da die be'iden Führungsleisten 19-zwischen der die Berandung des Längsschlitzes 7 enthaltenden Fläche 5 und der Symmetrieebene 23 in der Nähe des Längsschlitzes 7 liegen und somit bestrebt sind, die Aussenwand des Zylinderrohres 1 im Bereiche des Längsschlitzes 7 zusammenzudrücken, verhindert das Kraftübertragungselement 14 mit seinem Führungsteil 16 und mit der von den Teilen 18,19 gebildeten Parallelführung eine unerwünschte Aufweitung des Längsschlitzes 7. Die beiden Führungsnuten 18 liegen mit ihrer Mittelachse ersichtlich jeweils in einer durch die Kolbenachse 3 verlaufenden Ebene, die mit der Längsmittelebene 22 des Längsschlitzes 7 einen Winkels von ca. 450 einschliesst. Dadurch wird eine gleichmässige Aufnahme einer radialen Last des Kraftübertragungselementes 14 durch beide Führungsnuten 18 gewährleistet. Die Abdichtung des Längsschlitzes 7 in den Bereichen ausserhalb des Kolbens 10 erfolgt durch ein in der Zylinderbohrung 2 angeordnetes endseitig in den Deckeln 8,9 verankertes biegsames Band 25, das unter einem in Zylinderlängsrichtung doppelt keilförmigen Bandspreizteil 26 hindurchgeführt ist, auf welchem ein biegsames ebenfalls in den Deckeln 8,9 endseitig verankertes Abdeck band 27 aufliegt, das durch zwei Andrückteile 28 an den Enden des Kraftübertragungselementes 14 oberhalb des Kolbens 10 gegen die Zylinderrohraussenfläche niedergedrückt wird. Wie aus Fig. 3 zu entnehmen, liegt das Abdeckband 27 in einer zu dem Längsschlitz 7 symmetrischen Längsnut 29 der Fläche 5 des Zylinderrohres 1, während sich das Abdeckband 25 ausserhalb des Kolbens 10 in eine ebenfalls symmetrisch zu dem Längsschlitz 7 angeordnete Längsnut 30 einlegt, die ihm gleichzeitig eine' seitliche Führung gibt und deren Grund 31 die Druckmittelbelastung aufnimmt. Das Dichtband 25 ist mit zwei keilförmig zulaufenden Dichtlippen oder -leisten 32 versehen, die mit entsprechenden Dichtflächen 33 im Bereiche der Zylinderbohrung 2 zusammenwirken. Das Abdeckband 27 hält das Dichtband 25 mittels zweier lösbarer Verbindungsglieder, die in Gestalt eines an dem Dichtband 25 angeformten, im Querschnitt im wesentlichen keilförmigen Steges 34 und einer an dem Abdeckband 27 vorgesehenen ebenfalls entsprechend keilförmig profilierten randoffenen Längsnut 35 gebildet sind. Die beiden Verbindungselemente 34,35 werden bei der Vorbewegung des Kolbens und der dabei von dem Bandspreizteil 26 bewirkten Spreizung der beiden Bänder 25,27 voneinander gelöst, während sie auf der anderen Kolbenseite von dem Kolben 10 und dem Andrückteil 28 miteinander in Eingriff gebracht werden, so dass sie den Zustand nach Fig. 3 einnehmen.

Claims: Patentansprüche: 1. Druckmittelzylinder mit einem längsgeschlitzten end seitig verschlossenen Zylinderrohr, in dem ein abge dichteter Kolben längsverschieblich geführt ist und dessen Längs schlitz beiderseits des Kolbens durch ein innenliegendes biegsames Abdeckband abgedichtet ist, das im Bereiche des Kolbens unter einem durch den Längsschlitz nach aussen ragenden, mit dem Kolben un mittelbar verbundenen Kraftübertragungselement hin durchgeführt ist, wobei das Kraftübertragungselement über eine mit dem Zylinderrohr starr verbundene, wenigstens zwei ausserhalb des Zylinderrohres liegende Führungsbahnen aufweisende Parallelführung längsgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Längsschlitzes (7) unmittelbar auf der Aussenseite des Zylinderrohres (1) wenigstens zwei parallele Führungs bahnen (18) in dem Bereich zwischen der äusseren Be randung des Längsschlitzes (7) und der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene (23) angeordnet sind, und dass das Kraftübertragungselement (14) ein das Zylinder rohr (1) bis auf die Höhe der Führungsbahnen (18) übergreifendes bügelartiges Führungsteil (16) aufweist, das seitlich gegen die Führungsbahnen (18) abgestützt ist. 2. Druckmittelzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Zylinderrohr'(1) zumindest auf einer Seite des Längsschlitzes (7) zwei paarweise über einanderliegende parallele Führungsbahnen (18, 18a) trägt. 3. Druckmittelzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die beiden paarweise übereinanderliegen den Führungsbahnen (18,18a) jeweils oberhalb und unter halb der die Kolbenachse enthaltenden Symmetrieebene (23) liegen. 4. Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beidseitig des Längsschlitzes (7) liegenden Führungsbahnen (18, 18a) mit ihrer Mittelachse jeweils in einer durch die Kolbenachse (3) verlaufenden Ebene liegen, die mit der Längsmittelebene (22) des Längsschlitzes (7) einen Winkel (d) von ca. 450 einschliesst. 5. Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahnen durch an der Zylinderrohraussenwand oder dem Führungs teil (16) angeordnete Längsnuten (18,18a) gebildet sind. 6. Druckmittelzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Längsnuten (18,18a) eine prismatische Gestalt aufweisen. 7. Druckmittelzylinder nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das Führungsteil (16) über Führungs leisten (19,19a) gegen die Längsnuten (18,18a) abge stützt ist. 8. Druckmittelzylinder nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Führungsleisten (19,19a) aus einem verschleiss festen, reibungsarmen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, bestehen. 9.-Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (16) nachstellbar gegen die Führungsbahnen (18, 18a) abgestützt ist. 10. Druckmittelzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungs teil (16) über Wälzkörper gegen die Führungsbahnen (18, 18a) abgestützt ist.

Inventors: KAISER, SIEGMUND H.
Applicants: PROMA PRODUKT- UND MARKETING-GESELLSCHAFT M.B.H.
Application year: 1982
Main classification: F15B15
IPC codes: F15B15