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Dokumentenidentifikation DE69832001T2 13.07.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000875680
Titel Ein kolbenstangenloser Zylinder
Anmelder Howa Machinery, Ltd., Nagoya, Aichi, JP
Erfinder Mitsuo, Noda, Ichinomiya-shi, Aichi, JP
Vertreter KRAMER - BARSKE - SCHMIDTCHEN, 81245 München
DE-Aktenzeichen 69832001
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 28.01.1998
EP-Aktenzeichen 988100558
EP-Offenlegungsdatum 04.11.1998
EP date of grant 26.10.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2006
IPC-Hauptklasse F15B 15/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen kolbenstangenlosen Zylinder, der innere und äußere Dichtbänder zum Abdichten eines Schlitzes auf dem Zylinderfass aufweist.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Ein kolbenstangenloser Zylinder enthält ein Zylinderfass, das einen axialen Schlitz in der Wand aufweist, und einen Kolben, der in der Bohrung des Zylinderfasses angebracht ist. Die Bohrung des Zylinderfasses ist durch den Kolben geteilt und bildet zwei Druckkammern auf beiden Seiten des Kolbens. Der Kolben wird innerhalb der Bohrung bewegt, indem Fluid unter Druck in die Druckkammern eingeführt wird. Die Bewegung des Kolbens wird an einen externen Schlitten durch ein Verbindungselement übertragen, das den Schlitten mit dem Kolben durch den Schlitz des Zylinderfasses verbindet. Gewöhnlich sind ein inneres Dichtband und ein äußeres Dichtband, welche den Schlitz von der Innenseite her und von der Außenseite des Zylinderfasses her bedecken, vorgesehen, damit ein Leckstrom des Fluids unter Druck in der Zylinderbohrung und das Eindringen von Staub in die Zylinderbohrung verhindert werden.

Der kolbenstangenlose Zylinder dieser Art ist beispielsweise in der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 5-65906 offenbart.

Der kolbenstangenlose Zylinder in der '906 Veröffentlichung weist ein inneres Dichtband, welches die Öffnung des Schlitzes in der Wand der Bohrung des Zylinderfasses bedeckt, und ein Staubdichtband (ein äußeres Dichtband), das die Öffnung des Schlitzes auf der äußeren Oberfläche des Zylinderfasses bedeckt, auf. Das innere Dichtband weist Lippenbereiche auf zum Verhindern des Leckstroms des Fluids, indem sie die innere Oberfläche der Bohrung berühren. Ferner ist das innere Dichtband in der '906 Veröffentlichung mit einem zusätzlichen Ansatz in der Nähe von jedem Lippenbereich versehen. Durch das Vorsehen der zusätzlichen Ansätze auf dem inneren Dichtband wird das Fluid, das aus den Lippenbereichen aufgrund einer nicht ausreichenden Dichtfunktion der Lippenbereiche ausleckt, in dem Raum zwischen den Ansätzen und den Enden der Lippenbereiche aufgenommen. Insbesondere weist das innere Dichtband der '906 Veröffentlichung eine Dualdichtkonstruktion auf, um eine Dichtleistung zu verbessern. Die beiden Enden des inneren Dichtbands sind an den Endkappen (Endplatten) befestigt, die auf beiden Enden des Zylinderfasses eingebracht sind, und die Außenseiten der Endkappen werden durch zusätzliche Endkappen bedeckt. Eine kleine Menge des Fluids, das aus den Lippenbereiches des inneren Dichtbands ausleckt und in dem Raum zwischen den Enden der Lippenbereiche und den Ansätzen eingeschlossen ist, kann zur Umgebung des Zylinderfasses durch kleine Zwischenräume zwischen dem inneren Dichtband und den Endkappen oder zwischen den Endkappen und den zusätzlichen Endkappen entweichen.

Die japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung (Kaokai) Nr. 5-106612 offenbart einen kolbenstangenlosen Zylinder ähnlicher Art. Der innere und äußere Dichtriemen (Dichtbänder) ist jeweils durch Blöcke befestigt, die an beiden Enden des Zylinderrohrs (Zylinderfass) gesichert sind. Der Raum zwischen den Dichtriemen steht mit der Umgebung des Zylinderfasses über ein Loch in Verbindung, das auf dem Block angebracht ist. Der Druck in dem Raum wird auf einem negativen Druck oder einem positiven Druck gehalten, indem der Raum mit einer geeigneten positiven oder negativen Druckquelle durch das Loch der Blöcke verbunden wird. Wenn der Druck in dem Raum zwischen dem inneren und äußeren Dichtriemen auf einem positiven Druck gehalten wird, indem Druckluft durch das Loch zugeführt wird, wird das Eindringen von Staub in den Raum verhindert. Wenn der Druck in dem Raum zwischen dem inneren und äußeren Dichtriemen auf einem negativen Druck gehalten wird, indem Luft in dem Raum durch das Loch herausgesaugt wird, lecken Verunreinigungen, die in der unter Druck gesetzten Luft enthalten sind, die der Bohrung des Zylinders zugeführt wird, nicht zur Umgebung aus.

Ferner offenbart die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 3-4005 einen kolbenstangenlosen Zylinder, bei dem die Endbereiche des inneren Dichtbands und des äußeren Dichtbands an den Endkappen des Zylinderfasses befestigt sind, indem die Endbereiche in Löcher eingesetzt werden, welche die Endkappen des Zylinderfasses durchdringen. Als Folge ist der Raum zwischen den Dichtbändern unmittelbar zur Umgebung durch die Löcher in den Endkappen offen.

Die '906 Veröffentlichung berücksichtigt jedoch den Fall, in dem eine sehr kleine Menge von Fluid aus der Zylinderbohrung durch das innere Dichtband ausleckt. Wenn daher eine große Menge des Fluids in den Raum zwischen dem Ansatz und dem Ende des Lippenbereichs strömt, beispielsweise aufgrund eines Versagens des Lippendichtbereichs, strömt das Fluid in den Raum zwischen dem inneren Dichtband und dem äußeren Dichtband. Dies ruft einen Druckanstieg in dem Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Dichtband hervor, und wenn der Druck in dem Raum einen bestimmten Druck übersteigt, wird das äußere Dichtband durch den Druck in dem Raum weggeblasen. In diesem Fall wird der kolbenstangenlose Zylinder beschädigt.

Bei dem kolbenstangenlosen Zylinder in der '612 Veröffentlichung wird die für das Ansteigen des Drucks in dem Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Dichtriemen benötigte Zeit möglicherweise länger, wenn der Raum auf einem negativen Druck gehalten wird. Wenn jedoch eine große Menge Luft in den Raum zwischen den Dichtungsriemen strömt, nimmt der Druck in dem Raum zu und ein Wegblasen des äußeren Dichtriemens tritt auf.

Bei dem kolbenstangenlosen Zylinder der '005 Veröffentlichung tritt kein Wegblasen des äußeren Dichtbands auf, selbst wenn das innere Dichtband versagt, da der Raum zwischen den Dichtbändern sich direkt zur Umgebung öffnet. In diesem Fall tritt jedoch ein Eindringen von Staub in den Raum zwischen dem Dichtband durch die Löcher in den Endkappen auf, und die Dichtbänder können durch den Staub beschädigt werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der Probleme im Stand der Technik, wie sie oben dargestellt wurden, sind es die Aufgaben der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und effektives Mittel zum Verhindern eines Schadens an dem kolbenstangenlosen Zylinder vorzusehen, wenn eine große Menge von Fluid aus dem inneren Dichtband ausleckt und in den Raum zwischen den Dichtbändern strömt, während gleichzeitig ein Schaden verhindert wird, der durch das Eindringen von Staub in den Raum zwischen den Dichtbändern hervorgerufen wird.

Diese Aufgaben werden durch den kolbenstangenlosen Zylinder der vorliegenden Erfindung erzielt, der ein Zylinderfass, das mit einem Schlitz versehen ist, der durch die Wand des Zylinderfasses dringt, und sich parallel zur Achse des Zylinderfasses erstreckt, ein Kolbenelement, das zwei Enden aufweist, das in der Bohrung des Zylinderfasses angebracht ist und darin in der Axialrichtung beweglich ist, Druckkammern, die durch den Kolben innerhalb der Bohrung des Zylinderfasses auf beiden Seiten des Kolbens zum Aufnehmen von Fluid unter Druck darin definiert sind, einen externen Schlitten, der außerhalb des Zylinderfasses angebracht ist und mit dem Kolben durch ein Verbindungselement durch den Schlitz des Zylinderfasses derart verbunden ist, dass sich der Schlitten zusammen mit dem Kolbenelement entlang des Schlitzes bewegt, ein inneres Dichtband, das auf der Wand der Bohrung des Zylinderfasses entlang des Schlitzes derart angebracht ist, dass die Öffnung des Schlitzes auf der Wand der Bohrung des Zylinderfasses durch das innere Dichtband bedeckt wird, ein äußeres Dichtband, das auf der äußeren Oberfläche des Zylinderfasses entlang des Schlitzes derart angebracht ist, dass die Öffnung des Schlitzes auf der äußeren Oberfläche des Zylinderfasses durch das äußere Dichtband bedeckt wird, und Druckentlastungsmittel zum Entlasten des Fluids in dem Raum zwischen dem inneren Dichtband und dem äußeren Dichtband enthält, wobei das Druckentlastungsmittel den Raum von der Umgebung des Zylinderfasses isoliert, wenn der Druck in dem Raum niedriger als ein vorgegebener Wert ist, und Fluid in dem Raum zur Umgebung des Zylinderfasses entlastet, wenn der Druck in dem Raum den vorgegebenen Wert erreicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung isoliert das Entlastungsmittel den Raum zwischen den Dichtbändern zur Umgebung des Zylinderfasses, wenn der Druck in dem Raum niedriger als der vorgegebene Wert ist. Daher wird das Eindringen von Staub in den Raum verhindert. Wenn jedoch der Druck in dem Raum zwischen den Dichtbändern auf den vorgegebenen Wert ansteigt, beispielsweise aufgrund des Versagens der inneren Dichtbänder, entlastet das Entlastungsmittel das Fluid in dem Raum zur Umgebung des Zylinderfasses. Daher nimmt der Druck in dem Raum ab und wird niedriger als der vorgegebene Wert gehalten. Dies verhindert ein Wegblasen des äußeren Dichtbands und einen Schaden an dem kolbenstangenlosen Zylinder.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält das Entlastungsmittel einen Entlastungsdurchlass und ein Druckentlastungsventil, und das Druckentlastungsventil ist mit einem Anzeigemittel zum Anzeigen, ob das Druckentlastungsventil offen ist, versehen.

Daher wird der Bediener der Maschine, welche den kolbenstangenlosen Zylinder verwendet, deutlich über die Tatsache informiert, dass der Druck in dem Raum zwischen den Dichtbändern zugenommen hat. Das Ventilelement des Druckentlastungsmittel kann als das Anzeigemittel verwendet werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird besser aus der Beschreibung verstanden, wie sie anschließend folgt, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird, in denen:

1 eine Längsquerschnittsansicht eines kolbenstangenlosen Zylinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

2 eine Querschnittsansicht ist, die entlang der Linie II-II in 1 genommen ist;

3 eine Endansicht des kolbenstangenlosen Zylinders in 1 ist, wenn er aus der Richtung betrachtet wird, die durch den Pfeil III in 1 angegeben wird;

4 eine Querschnittsansicht der Endkappe des kolbenstangenlosen Zylinders aus 1 ist;

5 eine Endansicht der Endkappe aus 4 ist, wenn sie aus der Richtung betrachtet wird, die durch den Pfeil V in 4 angegeben wird;

6 eine Seitenansicht der Endkappenabdeckung des kolbenstangenlosen Zylinders aus 1 ist;

7 eine Ansicht der Endkappenabdeckung aus 6 ist, wenn sie aus der Richtung betrachtet wird, die durch den Pfeil VII in 6 angegeben ist;

8 eine Längsquerschnittsansicht eines kolbenstangenlosen Zylinders gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und

9 eine Ansicht des kolbenstangenlosen Zylinders in 8 ist, wenn er aus der Richtung betrachtet wird, die durch den Pfeil IX in 8 angegeben ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

1 bis 7 zeigen eine Ausführungsform eines kolbenstangenlosen Zylinders gemäß der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet Referenzziffer 1 einen kolbenstangenlosen Zylinder als Gesamtheit. Referenzziffer 2 in 2 zeigt ein Zylinderfass des kolbenstangenlosen Zylinders 1, das beispielsweise durch Extrusion von Aluminiumlegierungen gebildet ist. Das Zylinderfass 2 in 1 weist einen rechteckigen Querschnitt auf, und eine Zylinderbohrung 3 eines elliptischen Querschnitts ist in dem Zylinderfass 2 geformt.

Ein Schlitz 4 ist auf der Seitenwand des Zylinderfasses 2 entlang der Gesamtlänge davon vorgesehen. Die jeweiligen Enden des Zylinderfasses 2 werden durch Endkappen 5 geschlossen, die in die Zylinderbohrung 3 eingesetzt sind. Ein inneres Dichtband 6 und ein äußeres Dichtband 7, welche jeweils die Öffnung des Schlitzes auf der inneren Oberfläche der Zylinderbohrung 3 bzw. auf der Oberfläche des Zylinderfasses 2 bedecken, sind entlang der Gesamtlänge des Schlitzes 4 vorgesehen. Die Dichtbänder 6 und 7 sind an ihren Endbereichen an den Endkappen 5 befestigt.

In der Bohrung 3 des Zylinderfasses 2 ist ein Kolben 8, der entlang der Längsachse des Zylinderfasses 2 beweglich ist, angebracht. Der Kolben 8 ist mit Kolbendichtungen 9 an seinen beiden Enden versehen. Daher werden zwei Druckkammern in der Bohrung 3 des Zylinderfasses 2 durch den Kolben 8 auf seinen beiden Seiten definiert. Bei dieser Ausführungsform bildet ein Teil des Kolbens 8 ein Kolbenjoch 10, das zur Umgebung des Zylinderfasses 2 durch den Schlitz 4 vorsteht. Wie es in 1 und 2 gezeigt ist, ist ein Halter 11 als ein integraler Teil des Jochs 10 konstruiert und eine Halterabdeckung 12 ist auf den Halter 11 an seinem Zentrum aufgesetzt. Der Halter 11 und die Halterabdeckung 12 bilden bei dieser Ausführungsform einen externen Schlitten 13, und das Joch 10 bildet ein Verbindungselement zum Verbinden des Schlittens 13 mit dem Kolben 8. Das innere Dichtband 6 und das äußere Dichtband 7 werden durch Führungsoberflächen geführt, die jeweils in der oberen Seite bzw. der unteren Seite des Jochs 10 vorgesehen sind und durch das Joch 10 laufen. Ein Schaber 14 ist an dem externen Schlitten 13 um dessen unteren Umfang angebracht, um das Eindringen von Staub in den Raum zwischen dem Zylinderfass 2 und dem Schlitten 13 zu verhindern. Referenzziffer 39 ist eine Dämpfung für den Halter, die an der Endkappe 5 an dem Bereich über dem Zylinderfass 2 befestigt ist.

In 1 bezeichnet Referenzziffer 15 einen Raum, der in dem Schlitz 4 durch das innere Dichtband 6, das äußere Dichtband 7, den Halter 11 und den Kolben 8 definiert ist. Die Dichtbänder 6 und 7 sind Bänder, die breiter als die Breite des Schlitzes 4 sind und aus einem magnetischen Metall gebildet sind, wie z.B. Stahlriemen. Beide Enden der Dichtbänder 6 und 7 sind jeweils mit Befestigungslöchern versehen, und werden an den Endkappen 5 durch Stifte 18 befestigt, die durch die Befestigungslöcher geführt sind. Ferner sind bei dieser Ausführungsform Magnetstreifen 19 auf beiden Seiten des Schlitzes 4 entlang dessen gesamter Länge angebracht, wie es in 2 gezeigt ist. Daher werden die Dichtbänder 6 und 7 an die magnetischen Streifen 19 angezogen und dichten den Schlitz 4 von dessen oberer und unterer Seite her. Das Befestigungsloch an einem Ende des äußeren Dichtbands 7 ist als ein kreisförmiges Loch gebildet, das der Gestalt des Querschnitts des Stifts 18 entspricht, und das Befestigungsloch auf der anderen Seite des äußeren Dichtbands 7 ist als ein ovales bzw. langgestrecktes kreisförmiges Loch geformt, um eine Relativbewegung zwischen dem Stift 18 und dem äußeren Dichtband 7 zu ermöglichen. Daher kann sich das äußere Dichtband nach außen gegen die Anziehungskraft der Magnetstreifen 19 biegen, wenn der Druck in dem Raum 15 auf ein bestimmtes Niveau ansteigt, damit das Fluid in dem Raum 15 durch den Zwischenraum zwischen dem Zylinderfass 2 und dem äußeren Dichtband 7, der durch die Biegung erzeugt wird, entweichen kann. Wenn der Druck in dem Raum 15 aufgrund des Fluids, das daraus austritt, abnimmt, haftet das äußere Dichtband wieder an dem Schlitz durch die anziehende Kraft der Magnetstreifen 19, um den Raum 15 zu dichten. Daher ist das äußere Dichtband 7 bei dieser Ausführungsform, das mit einem langgestreckt kreisförmigen Loch versehen ist, auch in der Lage, als ein Entlastungsmittel zu dienen.

Das innere Dichtband 6 und das äußere Dichtband 7 können jedoch durch andere Verfahren befestigt werden, solange ein Raum 15 zwischen den Dichtbändern geformt wird. Beispielsweise können die Dichtbänder 6 und 7 aus einem elastischen Material, wie z.B. Urethan oder Polyamid gefertigt sein. In diesem Fall werden beide Enden der Dichtbänder 6 und 7 enganliegend an den Endkappen 5 befestigt, und die Dichtbänder 6 und 7 haften an dem Schlitz 4 und werden von dem Schlitz 4 aufgrund der Elastizität der Bänder weggebogen.

4 und 5 zeigen die Endkappe 5 in 1. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, ist die Endkappe 5 mit einem Stöpselbereich 20 versehen, der einen elliptischen Querschnitt aufweist und in die Bohrung 3 des Zylinderfasses 2 eingesetzt ist. Eine Fluidzufuhr und eine Auslassöffnung 21 sind auf einer der seitlichen Flächen der Endkappe 5 vorgesehen. Die Öffnung 21 ist mit einem Fluiddurchlass 23, der sich in der Längsrichtung des Zylinderfasses 2 erstreckt, über einen anderen Fluiddurchlass 22, der sich in der Richtung senkrecht zum Durchlass 23 erstreckt, verbunden. Ein Kolbendämpfer 26 ist an dem vorderen Ende des Stöpselbereichs 20 der Endkappe 5 angebracht, wie es am besten in 1 dargestellt ist, so dass der Kolben 8 am Ende des Kolbenhubs dagegenstößt. Der Kolbendämpfer 26 ist mit einer Einlass/Auslassöffnung 27 in seinem Zentrum versehen. Die Öffnung 27 ist mit dem Fluiddurchlass 23 verbunden. Referenzziffer 28 in 4 ist eine Ausnehmung zum Aufnehmen des Endbereichs des äußeren Dichtbands 7. Ferner läuft ein Entlastungsdurchlass 29 durch die Endkappe 5. Dieser Entlastungsdurchlass 29 nimmt den Endbereich des inneren Dichtbands 6 auf und steht auch mit dem Raum 15 zwischen den Dichtbändern 6 und 7 in Verbindung. Der Entlastungsdurchlass 29 endet an der Öffnung 30 auf der äußeren Endfläche der Endkappe 5, die sich zur Umgebung des Zylinderfasses 2 öffnet. Referenzziffer 31 in 4 zeigt ein Loch, das sich vertikal von der oberen Fläche der Endkappe 5 her erstreckt. Das Loch 31 kreuzt die Ausnehmung 28 und den Durchlass 29 und nimmt den Stift 18 zum Sichern des inneren Dichtbands 6 und des äußeren Dichtbands 7 an den Wänden des Durchlasses 29 bzw. der Ausnehmung 28 auf. Eine Einsatznut 33 zum Einsetzen einer Kappenabdeckung 32 ist auf der oberen Fläche und der äußeren Endfläche der Endkappe 5 geformt. Die Kappenabdeckung 32 wirkt bei dieser Ausführungsform sowohl als ein Druckentlastungsventil als auch als ein Sperrventil zum Isolieren des Entlastungsdurchlasses 29 von der Umgebung des Zylinderfasses 2. Die Einsatznut 33 wird aus einer Nut 34, die im Zentrum der oberen Fläche der Endkappe 5 gebildet ist, und einer breiten Nut 35, die auf dem Zentrum der äußeren Endfläche der Endkappe 5 gebildet ist, geformt. Der Endbereich der Nut 34 ist mit Eingriffsbereichen 37 und 38 versehen, um die Kappenabdeckung 35 aufzusetzen.

Die Kappenabdeckung 32 ist aus einem elastischen Material gefertigt. Beispielsweise kann die Kappenabdeckung 32 aus einem synthetischen Harz, wie z.B. Polypropylen, gefertigt sein. 6 und 7 zeigen die Kappenabdeckung 32. Die Kappenabdeckung 32 ist aus einem Eingriffselement 40 zum Aufsetzen auf den Eingriffsbereichen 37 und 38 der Nut 34 und einem Ventilelement 41, das vertikal zum Eingriffselement 40 geformt ist, zum Aufsetzen auf der breiten Nut 35 gebildet.

Das Eingriffselement 40 ist mit Haken 42 und 43 versehen, die jeweils mit den Eingriffsbereichen 37 bzw. 38 in Eingriff gelangen, um die Kappenabdeckung 32 an der Endkappe 5 zu sichern. Das Eingriffselement 40 wirkt auch als ein Anschlag zum Verhindern, dass der Stift 18 aus dem Loch 31 gelangt. Das Ventilelement 41 ist mit Passelementen 44 und 45 versehen, die sich nach innen und parallel zum Eingriffselement 40 erstrecken. Ferner sind an ihren Endbereichen die Passelemente 44 und 45 mit Haken 46 und 47 versehen, die nach außen gerichtet sind und einander gegenüber sind. Der Abstand zwischen den Haken 46 und 47 ist größer als die Breite des Entlastungsdurchlasses 29, und wenn die Passelemente 44 und 45 in den Durchlass 29 eingesetzt werden, drücken die Haken 46 und 47 die Wandoberfläche 29a des Durchlasses 29 elastisch nach außen. Somit wird das Ventilelement 41 enganliegend in den Entlastungsdurchlass 29 eingesetzt. Die Kappenabdeckung 32 ist in die Nut 33 der Endkappe 5 durch den Eingriffhaken 42, 43 mit Eingriffsbereichen 37, 38 eingesetzt, und das Ventilelement 41 schließt die Öffnung 30 des Entlastungsdurchlasses 29 durch den Eingriff von Haken 46, 47 mit der Wandoberfläche 29a des Durchlasses 29.

Wenn ein Fluid unter Druck (in dieser Ausführungsform Druckluft) einer Druckkammer in der Zylinderbohrung 3 auf einer Seite des Kolbens 8 durch die Zufuhr- und Auslassöffnung 21 zugeführt wird, bewegt sich der Kolben 8 von einem Ende der Zylinderbohrung 3 zum anderen Ende, und am Ende des Kolbenhubs stoßen jeweils der Kolben 8 und der externe Schlitten 13 gegen den Kolbendämpfer 26 bzw. den Halterdämpfer 39. Wenn der Kolben 8 anhält, leckt das unter Druck gesetzte Fluid, das der Zylinderbohrung 3 von der Öffnung 21 her zugeführt wird, in den Raum 15 durch das innere Dichtband 6. Da jedoch die Menge des Fluids, welche durch das innere Dichtband 6 gelangt, verhältnismäßig klein ist, und da das Fluid in dem Raum 15 zur Umgebung durch das äußere Dichtband 7 ausleckt, nimmt der Druck in dem Raum 15 zwischen den Dichtbändern 6 und 7 nicht zu und wird auf nahezu dem Umgebungsdruck gehalten. In diesem Zustand bleibt das Ventilelement 41 an der Öffnung 30 des Entlastungsdurchlasses 29 und verhindert, dass Staub in den Raum 15 eindringt.

Wenn jedoch die Menge von Fluid, die durch das innere Dichtband 6 gelangt, während einer kurzen Zeit zunimmt, wird die Menge des Fluids, welche durch das innere Dichtband 6 gelangt, beträchtlich größer als die Menge des Fluids, welche durch das äußere Dichtband 7 entweicht, und der Druck in dem Raum 15 nimmt zu. Wenn der Druck in dem Raum 15 einen vorgegebenen Druck erreicht, der durch den Eingriff zwischen den Haken 56, 47 des Ventilelements 41 und der Wand 29a des Durchlasses 29 definiert ist, trennen sich die Ventilelemente 41 auf beiden Seiten des Zylinderfasses 2 von den Wänden 29a durch den Druck in dem Durchlass 29 und legen die Öffnungen 39 der Durchlässe 29 auf beiden Seiten des Zylinderfasses 2 frei. Da in diesem Zustand eine große Menge von Fluid zur Umgebung durch die Entlastungsdurchlässe 29 auf beiden Seiten des Zylinderfasses 2 strömen kann, nimmt der Druck in dem Raum 15 auf den Wert in der Nähe des Umgebungsdrucks ab. Somit tritt kein Wegblasen des äußeren Dichtbands 7 auf.

Wenn sich das Ventilelement 41 durch den Druck in dem Durchlass 29 nach außen öffnet, gelangen die Bodenteile 46a und 47a der vorderen Enden der Haken 46 und 47 in Berührung mit der Bodenoberfläche 29 des Durchlasses 29, damit sie eine weitere Auswärtsbewegung des Ventilelements 41 verhindern. Daher werden die Ventilelemente 41 in den in 1 angegebenen Positionen P gehalten, unabhängig von der Elastizität der Kappenabdeckung 23, und zeigen an, dass der Entlastungsdurchlass 29 offen ist. Insbesondere wirkt das Ventilelement 41 als das Anzeigemittel zum Anzeigen, ob der Druck in dem Raum 15 auf einen vorgegebenen Druck angestiegen ist.

Wenn man erkennt, dass die Ventilelemente 41 in den Öffnungspositionen P in 1 sind, muss der kolbenstangenlose Zylinder 1 untersucht werden, um zu bestimmen, ob eine Reparatur oder ein Austausch des Zylinders 1 erforderlich ist. Wenn man feststellt, dass der kolbenstangenlose Zylinder 1 nicht beschädigt ist, kann der Zylinder 1 durch Drücken der Passelemente 44 und 45 der Ventilelemente 41 in den Entlastungsdurchlass 29, dass sie dessen Öffnung 30 schließen, wieder verwendet werden.

Der vorgegebene Druck, bei dem sich das Ventilelement 41 aus dem Eingriff löst, ist auf einen Wert niedriger als der Druck, bei dem ein Wegblasen des äußeren Dichtbands 7 auftritt, festgelegt, wobei jedoch dieser Druck auf einen Wert festgelegt ist, der deutlich größer als der höchste Druck in dem Raum 15 während des normalen Betriebs des kolbenstangenlosen Zylinders 1 ist.

Als nächstes wird eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verweis auf 8 und 9 erklärt. In 8 und 9 bezeichnen Referenzziffern, die die gleichen wie diejenigen in 1 bis 7 sind, entsprechende Elemente.

Bei dieser Ausführungsform ist ein zweites Druckentlastungsventil 48 auf dem Halter 11 zusätzlich zu den Druckentlastungsventilen (d.h. den Endkappenabdeckungen) 32, die auf beiden Enden des Zylinderfasses 2 angebracht sind, angebracht.

Wie es in 8 und 9 gezeigt ist, ist der Halter 11 bei dieser Ausführungsform mit einem Fluiddurchlass 49 versehen, der sich in der Richtung entlang der Breite des Zylinderfasses 2 erstreckt. Ein Ende des Fluiddurchlasses 49 öffnet sich zu dem Raum 15 in einer Position zwischen dem Teil des Jochs 10, an dem das äußere Dichtband 7 durch das Joch 10 gelangt, und der oberen Fläche des Zylinderfasses 2. Wie es in 9 gezeigt ist, ist das andere Ende des Durchlasses 49 mit einem Ventilraum 50 verbunden, der ein Ventilelement (eine Stahlkugel) 53 und eine Feder 54, welche das Ventilelement 53 in die Position drückt, in der es den Durchlass 49 blockiert, aufnimmt. Der Ventilraum 50 ist dann mit einem anderen Fluiddurchlass 51 verbunden, der sich in der Längsrichtung des Zylinderfasses 2 erstreckt und zur Umgebung des Zylinderfasses 2 öffnet. Insbesondere bilden die Fluiddurchlässe 49 und 51 bei dieser Ausführungsform einen zweiten Entlastungsdurchlass 52, und die Kugel 53 und die Feder 54 bilden ein zweites Druckentlastungsventil 48. Referenzziffer 55 in 9 bezeichnet einen Stöpsel zum Schließen des Ventilraums 50 nach dem Einsetzen der Kugel 53 und der Feder 54 in den Raum 50.

Bei dieser Ausführungsform öffnen die Ventilelemente 41 der Kappenabdeckungen 32 auf beiden Seiten des Zylinderfasses 2 die Entlastungsdurchlässe 29 zur Umgebung des Zylinderfasses 2, wenn der Druck in dem Raum 15 auf den vorgegebenen Druck ansteigt. Ferner werden die Kugeln 53 der zweiten Druckentlastungsventile 48 durch den Druck in den Fluiddurchlässen 49 gegen die Vorbelastungskraft der Federn 54 bewegt, und die Ventilräume 50 und die Fluiddurchlässe 52 stehen mit dem Raum 15 über die Fluiddurchlässe 49 in Verbindung. Daher entweicht das Fluid unter Druck in dem Raum 15 zur Umgebung des Zylinderfasses 2 durch die zweiten Entlastungsdurchlässe 52 ebenso wie durch die Entlastungsdurchlässe 29.

Wenn der Fluiddruck in dem Raum 15 aufgrund des durch die Entlastungsdurchlässe 29 und 52 entweichenden Fluids abnimmt, werden die Kugeln 53 des zweiten Druckentlastungsventils durch die Feder 54 gepresst und nehmen wieder ihre ursprüngliche Position ein, in der sie die Fluiddurchlässe 49 blockieren. Wie jedoch vorher erklärt, bleiben die Kappenabdeckungen 32 in offenen Positionen, so dass sie anzeigen, dass der Druck in dem Raum zugenommen hat. Der kolbenstangenlose Zylinder 1 kann wieder verwendet werden, indem die Kappenabdeckungen 32 in ihre ursprünglichen Positionen zurückgebracht werden, wenn der kolbenstangenlose Zylinder 1 nicht beschädigt ist.

Bei der vorliegenden Erfindung sind die Anzahl und die Position des Druckentlastungsventils nicht auf diejenigen Werte der oben stehenden Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können bei der Ausführungsform von 8 und 9 die zweiten Druckentlastungsventile 48 auf dem Halter 11 als ein Typ ähnlich der Kappenabdeckung 32 konstruiert sein. In diesem Fall kann die Kappenabdeckung 32 auf den Endkappen 5 weggelassen werden.

Wie oben erklärt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein einfaches und effektives Mittel zum Verhindern eines Schadens eines kolbenstangenlosen Zylinders vorgesehen, wenn eine große Menge von Fluid aus dem inneren Dichtband ausleckt, wobei verhindert wird, dass die Dichtbänder aufgrund des Eindringens von Staub in den Raum zwischen den Dichtbändern beschädigt werden.


Anspruch[de]
  1. Kolbenstangenloser Zylinder, enthaltend:

    ein Zylinderfass (2), das mit einem Schlitz (4) versehen ist, der durch die Wand des Zylinderfasses durchdringend ist und sich parallel zur Achse des Zylinderfasses erstreckt;

    ein Kolbenelement (8), das zwei Enden aufweist, das in der Bohrung (3) des Zylinderfasses (2) angebracht ist und darin in der Längsrichtung des Zylinderfasses beweglich ist;

    Druckkammern, die durch den Kolben (8) innerhalb der Bohrung (3) des Zylinderfasses (2) auf beiden Seiten des Kolbens (8) zum Aufnehmen von Fluid unter Druck darin definiert sind;

    einen externen Schlitten (13), der außerhalb des Zylinderfasses (2) angebracht ist und mit dem Kolben (8) durch ein Verbindungselement (10) durch den Schlitz (4) des Zylinderfasses (2) verbunden ist, so dass der Schlitten (13) sich mit dem Kolbenelement (8) entlang des Schlitzes (4) bewegt;

    ein inneres Dichtband (6), das auf der Wand der Bohrung (3) des Zylinderfasses (2) entlang des Schlitzes (4) derart angebracht ist, dass die Öffnung des Schlitzes (4) auf der Wand der Bohrung (3) des Zylinderfasses (2) durch das innere Dichtband (6) bedeckt ist; und

    ein äußeres Dichtband (7), das auf der äußeren Oberfläche des Zylinderfasses (2) entlang des Schlitzes (4) derart angebracht ist, dass die Öffnung des Schlitzes auf der äußeren Oberfläche des Zylinderfasses (2) durch das äußere Dichtband (7) bedeckt ist;

    dadurch gekennzeichnet, dass er weiter enthält:

    Druckentlastungsmittel (41) zum Entlasten des Fluids in dem Raum (15) zwischen dem inneren Dichtband (6) und dem äußeren Dichtband (7), wobei das Druckentlastungsmittel (41) den Raum (15) von der Umgebung des Zylinderfasses (2) isoliert, wenn der Druck in dem Raum (15) niedriger als ein vorgegebener Wert ist, und Fluid in dem Raum (15) zur Umgebung des Zylinderfasses (2) entlastet, wenn der Druck in dem Raum den vorgegebenen Wert erreicht.
  2. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 1, wobei das Entlastungsmittel (41) einen Entlastungsdurchlass (29) enthält, der den Raum (15) zwischen dem inneren Dichtband (6) und dem äußeren Dichtband (7) mit der Umgebung des Zylinderfasses (2) verbindet, und ein Druckentlastungsventil (32), das auf dem Entlastungsdurchlass (29) angebracht ist und sich öffnet, wenn der Druck in dem Raum (15) den vorgegebenen Wert erreicht.
  3. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 2, wobei Endkappenelemente (5) an beiden Endbereichen des Zylinderfasses (2) vorgesehen sind und die Entlastungsdurchlässe (29) in den Endkappenelementen (5) geformt sind.
  4. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 2, wobei der Entlastungsdurchlass (52) in dem externen Schlitten (13) geformt ist.
  5. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 2, wobei das Druckentlastungsventil (41) mit Anzeigemitteln zum Anzeigen, ob das Druckentlastungsventil offen ist, versehen ist.
  6. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 5, wobei ein Ventilelement des Druckentlastungsventils (41) als das Anzeigemittel wirkt.
  7. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 6, wobei der Entlastungsdurchlass (29) einen Endbereich aufweist, der sich zur Umgebung des Zylinderfasses (2) öffnet, und das Ventilelement (41) ein elastisches Element enthält, das elastisch mit dem Endbereich (5) in Eingriff ist und die Öffnung des Endbereichs des Entlastungsdurchlasses (29) derart blockiert, dass das elastische Element von dem Endbereich durch den Fluiddruck in dem Raum (15) zwischen den Dichtbändern (6, 7) getrennt ist, wenn der Fluiddruck in dem Raum den vorgegebenen Druck erreicht.
  8. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 3, wobei das Druckentlastungsventil (41) mit Anzeigemitteln zum Anzeigen, ob das Druckentlastungsventil (41) offen ist, versehen ist.
  9. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 8, wobei ein Ventilelement des Druckentlastungsventil (41) als das Anzeigemittel wirkt.
  10. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 9, wobei der Entlastungsdurchlass (29) einen Endbereich aufweist, der sich zur Umgebung des Zylinderfasses (2) öffnet, und das Ventilelement (41) ein elastisches Element enthält, das elastisch mit dem Endbereich in Eingriff ist und die Öffnung des Endbereichs des Entlastungsdurchlasses (29) derart blockiert, dass das elastische Element von dem Endbereich durch den Fluiddruck in dem Raum (15) zwischen den Dichtbändern (6, 7) getrennt ist, wenn der Fluiddruck in dem Raum (15) den vorgegebenen Druck erreicht.
  11. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 4, wobei das Druckentlastungsmittel (49) mit Anzeigemitteln zum Anzeigen, ob das Druckentlastungsventil (41) offen ist, versehen ist.
  12. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 11, wobei ein Ventilelement des Druckentlastungsventils (41) als das Anzeigemittel wirkt.
  13. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 12, wobei der Entlastungsdurchlass (29) einen Endbereich aufweist, der sich zur Umgebung des Zylinderfasses (2) öffnet und das Ventilelement (41) ein elastisches Element enthält, das elastisch in Eingriff mit dem Endbereich ist und die Öffnung des Endbereichs des Entlastungsdurchlasses (29) derart blockiert, dass das elastische Element von dem Endbereich durch den Fluiddruck in dem Raum (15) zwischen den Dichtbändern (6, 7) getrennt ist, wenn der Fluiddruck in dem Raum den vorgegebenen Druck erreicht.
  14. Kolbenstangenloser Zylinder nach Anspruch 1, wobei Luft als das Fluid verwendet wird.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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