專利名稱：待移動載荷的驅(qū)動和導(dǎo)向復(fù)合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于待移動載荷的驅(qū)動和導(dǎo)向復(fù)合系統(tǒng)，帶一個無活塞桿的壓力介質(zhì)缸，特別是氣動缸，至少一個活塞可以在它的缸體內(nèi)縱向移動，活塞穿過缸體的一個單獨密封的縱向槽與待移動的載荷共同作用，此載荷通過滾輪在壓力介質(zhì)缸的縱向可移動地支承。
例如由EP0645544已知一個這種類型的系統(tǒng)，其中承載滾輪的導(dǎo)軌做在壓力介質(zhì)缸的同一個型材上并在它的下方加工出來。從氣缸本身內(nèi)的無活塞桿活塞出發(fā)穿過一個單獨密封的縱向槽伸出一個傳遞力的元件，它作用在支承滾輪的托架上，載荷同樣也掛在它上面。但是與常用的、帶有與壓力介質(zhì)缸分開制造的、在安裝時裝在它上面的承受力的滾輪導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)不同的略為緊湊的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)構(gòu)件數(shù)量的減少換來的是很結(jié)實和沉重的氣缸管-導(dǎo)軌復(fù)合型材非常昂貴的制造費用。按WO94/27017的門操作裝置的無活塞桿結(jié)構(gòu)原理上也一樣，它也具有同樣的缺點。
因此本發(fā)明的目的是設(shè)計一種開頭所述這一類型的系統(tǒng)，它在結(jié)構(gòu)盡可能緊湊和簡單的同時結(jié)構(gòu)較輕。
按照本發(fā)明這個目的這樣來解決，滾輪位于壓力介質(zhì)缸的內(nèi)部，它的內(nèi)壁用作滾輪的導(dǎo)軌。因此壓力介質(zhì)缸外形尺寸本身便確定了驅(qū)動和導(dǎo)向系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸，它由于取消了在它外側(cè)上的承載滾輪的導(dǎo)軌可以比迄今為止的系統(tǒng)小許多，當(dāng)然如果承受的載荷比較大在這種情況下壓力介質(zhì)缸必要時必須做得比通常厚一些。但是在任何情況下，即使厚一些，單獨的不帶外部導(dǎo)軌的壓力介質(zhì)缸的制造要比氣缸和導(dǎo)軌復(fù)合型材(不管是一體的還是裝配的結(jié)合)的制造簡便、快捷和經(jīng)濟得多。
如果按照本發(fā)明的另一個特征滾輪固定或者支承在活塞上，這展現(xiàn)出一種結(jié)構(gòu)簡單和功能可靠的方案，在這種方案中導(dǎo)向和驅(qū)動元件也可以一起安裝和拆卸。但是對于一定的應(yīng)用場合載荷安裝在壓力介質(zhì)缸內(nèi)在活塞前后運動的帶滾輪的托架上，而移動作用則通過活塞在托架上直接或間接的作用或者載荷本身引起，是有好處的。
滾輪位于活塞密封的末端之間這種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)在制造、裝配和維護時特別方便。特別是在滾輪直接裝在活塞本身上時，活塞和滾輪可以作為一個單獨的、緊湊的構(gòu)件安裝以及必要時進行更換。這種結(jié)構(gòu)形式也允許壓力介質(zhì)缸相對于活塞的工作行程最好地充分利用其結(jié)構(gòu)長度。但是當(dāng)然也可以想象這樣的結(jié)構(gòu)，其中一部分或者全部滾輪位于活塞之外。
為了避免氣缸內(nèi)壁表面還有滾輪的導(dǎo)軌面過大的應(yīng)力，并最佳地充分利用用作支承作用的表面，滾輪的導(dǎo)軌面基本上做成它在壓力介質(zhì)缸內(nèi)壁上的支承區(qū)的互補面。這意味著，滾輪在其整個寬度上最好貼合在圓柱形內(nèi)壁上并把力分?jǐn)傇诒M可能大的表面上。這里通過壓力介質(zhì)缸內(nèi)壁的彎曲同時也對活塞或一般來說支承滾輪的構(gòu)件作用一個回復(fù)到中間位置的力。
滾輪裝置相對于壓力介質(zhì)缸-載荷布局的縱向中間平面對稱分布是有利的，這樣不會出現(xiàn)改變圓柱形管上縱向槽寬度的力矩。最好滾輪裝置的對稱平面就是那個力的方向所在的縱向中心平面，由于載荷通過滾輪可移動地支承，力作用在這些滾輪上。在載荷垂直懸掛在壓力介質(zhì)缸之下時在這種特殊情況下這是一個通過滾輪裝置中心的垂直平面。
為了避免由于作用力之間的距離而出現(xiàn)的在圓柱形管內(nèi)部妨礙活塞運動輕便性的歪斜(Verkanten)最好考慮滾輪裝置對稱于活塞的縱向中心線。
按照本發(fā)明一個附加的特征滾輪相對于活塞橫向中心平面以上的一部分以及在中心平面以下的另一滾輪部分貼合在壓力介質(zhì)缸內(nèi)壁上，還可以加強這種優(yōu)良的效果。由此使活塞或滾輪裝置軸線準(zhǔn)確地平行于壓力介質(zhì)缸移動，這對于活塞的密封也是有利的。
按本發(fā)明的用于雙驅(qū)動、例如雙門的系統(tǒng)可以特別優(yōu)良地用在這樣一種結(jié)構(gòu)形式中，其中壓力介質(zhì)缸通過至少一個中間蓋板分為至少兩個缸腔，其中每個缸腔做成按上述各章節(jié)內(nèi)容的至少一種的系統(tǒng)。
在下面的敘述中參照優(yōu)選實施例的附圖對本發(fā)明作較詳細(xì)的說明。
其中

圖1表示用于按本發(fā)明的驅(qū)動和導(dǎo)向系統(tǒng)的活塞沿載荷方向的頂視圖；圖2是圖1活塞的一個側(cè)視圖；圖3表示通過活塞的、基本上沿縱向中心平面的、高度為圖1中III-III線的縱剖面；圖4a和圖4b表示通過按本發(fā)明的具有圖1至3的活塞的驅(qū)動和導(dǎo)向系統(tǒng)在圖3的a-a或b-b線高度處的橫截面。圖5表示按本發(fā)明的用于雙門的系統(tǒng)的一種擴展的結(jié)構(gòu)形式的縱剖面。
在圖1的沿載荷方向的頂視圖中所示的活塞K主要由一個縱向的基體1和各一個前后端頭2組成，基體1同心地安裝在壓力介質(zhì)缸的內(nèi)部并可以在里面縱向移動，在裝配狀態(tài)下端頭2至少帶一個用來封閉位于活塞K前后的工作腔的密封件?；钊鸎的凸臺3穿過壓力介質(zhì)缸的在一般情況下、也就是在活塞K的前后密封的縱向槽向外伸出并與待移動的載荷相連接，或者可以與載荷進行連接。用來使縱向槽的密封件通過活塞K抬起并且通行的裝置沒有清楚地畫出來。
如圖2中活塞K的側(cè)視圖所示，滾輪4a、4b最好裝在基體1上，滾輪超出基體K的邊界并與壓力介質(zhì)缸的內(nèi)壁相接觸，從而使活塞K即使通過凸臺3承受或支承載荷，但是仍然可以在壓力介質(zhì)缸內(nèi)部自由移動。滾輪裝置4a、4b最好分別是成對滾輪，它們相對于活塞K的中心平面對稱分布。但是每個位置分別帶一個滾輪的結(jié)構(gòu)也是可以想象的。
這對于懸掛的或者壓在上面的載荷都是一樣的，即其中由載荷施加在壓力介質(zhì)缸內(nèi)壁上的力大部分分配在滾輪4a上，而支承的和起穩(wěn)定作用的滾輪4b上只有一小部分是有好處的。對于壓力載荷，滾輪4a或4b的位置對調(diào)這種結(jié)構(gòu)有好處。這意味著，為此滾輪4a承受與圓柱形管的縱向槽相對的支承載荷，除縱向槽以外滾輪4b直接起穩(wěn)定作用。如在所示的例子中那樣為了避免活塞K在壓力介質(zhì)缸中的歪斜(Verkanten)滾輪裝置4對稱于活塞K的縱向中心設(shè)置，在縱向中心的每一側(cè)至少各設(shè)有一個滾輪4a，這也保證了密封作用，并避免密封元件的應(yīng)力過大。承載滾輪4a相互之間離開較遠，并與活塞K的縱向中心離開一定距離有好處，以便活塞K可以很好地承受傾側(cè)力矩。在圖2中也可以看出，在最簡單的結(jié)構(gòu)形式中基本上位于活塞K基體1中心的一個支承滾輪4b就足夠了，但是這里在相應(yīng)地位置充裕的情況下裝在活塞K縱向中心前后的多個最好是對稱于縱向中心的支承滾輪4b是有利的。
在所示實施例中最好由非金屬，尤其是硬橡膠材料制成的滾輪4a、4b的軸相互平行，并通常垂直于(normal)力的作用方向定向。為了達到超過由于壓力介質(zhì)缸的內(nèi)壁的彎曲而產(chǎn)生的到中心平面的回復(fù)的側(cè)向?qū)蚝突钊鸎在壓力介質(zhì)缸內(nèi)的最佳定心，可以設(shè)置至少一個或最好是兩個對稱于活塞K縱向中心平面的、具有垂直于(normal)在承載滾輪4a的軸向的軸線的滾輪。也可以設(shè)置其它具有不同軸線方向的滾輪。
圖3的通過活塞K的縱剖面除了上面已經(jīng)提到的特征以外還可以看到，活塞K的端頭2具有特別是朝向外的開口2′，它可以撞上壓力介質(zhì)缸內(nèi)的相應(yīng)的終點阻尼器，以便制動活塞K的行程擋塊。其次可以看到連接兩個端頭2的縱托架5，它具有滾輪4a、4b軸的軸承。在所示結(jié)構(gòu)中縱托架5作為一個例子做成帶有元件1和3的整體元件。最后在端頭2處可以看到滑動元件6，壓力介質(zhì)缸縱向槽的抬起的密封件在它上面移動。這個滑動元件6同時具有容納活塞密封件的功能、壓力介質(zhì)缸縱向槽密封件的導(dǎo)向和容納氣動終點阻尼裝置密封件的功能?；瑒釉?也可以承擔(dān)外界載荷的支承功能，其中外界載荷主要應(yīng)該由滾輪4a和4b承受。
最后圖4a和圖4b的兩個橫截面表示圖1至3的活塞K安裝在壓力介質(zhì)缸Z內(nèi)的狀態(tài)。活塞K的凸臺3伸出現(xiàn)在用7表示的縱向槽，以便和載荷相連接或者可以間接或直接地帶動載荷。
最好成對地對稱于活塞K的特別的縱向中心平面設(shè)置的滾輪4a利用壓力介質(zhì)缸Z的內(nèi)壁作為滾道，中心平面也包含由載荷施加的力的方向，同時滾輪將由載荷所施加的力傳遞到內(nèi)壁上。為了使這個力盡可能均勻地分布在盡可能大的面積上，從而避免內(nèi)壁表面過大的負(fù)荷和應(yīng)力，正如在圖4b中可以看到的那樣，滾輪4a還有4b的滾動面在橫截面內(nèi)做得與壓力介質(zhì)缸Z的內(nèi)壁的曲率互補。這種結(jié)構(gòu)既對于所示的基本上圓弧形的活塞橫截面也對于所有其他橫截面形式，例如橢圓形或削平的(圓弧形)有好處。但是活塞在橫截面內(nèi)也可以是矩形或正方形的，這樣其中滾輪可以設(shè)置平的運動面。
壓力介質(zhì)以及信號的管道和/或控制導(dǎo)線可以穿過壓力介質(zhì)缸Z缸壁內(nèi)的縱向通道8，壓力介質(zhì)缸的外表面可以做得用來安裝附加設(shè)施或構(gòu)件，和/或使壓力介質(zhì)缸Z本身安裝在支承元件上更方便。
對于例如雙門的應(yīng)用場合可以在同一個壓力介質(zhì)缸內(nèi)優(yōu)良地設(shè)置兩個上面所述的這種活塞。其中每個活塞在自己的缸腔內(nèi)移動，缸腔通過一個最好是插入壓力介質(zhì)缸內(nèi)的中間蓋板分隔開。中間蓋板從外面垂直于軸線方向用螺紋擰上，兩個缸腔內(nèi)的空氣輸入通過內(nèi)部的空氣通道進行，空氣通道在中間蓋板區(qū)域內(nèi)垂直于移動方向通過一個孔與缸腔相連，但是向外是封閉的。
圖5的用來操縱和引導(dǎo)雙門的兩扇門扉Fa和Fb的驅(qū)動和導(dǎo)向系統(tǒng)具有一個壓力介質(zhì)缸Z，它通過一個中間蓋板9分隔成兩個順序排列的缸腔10和11，壓力介質(zhì)缸Z在兩個端頭用端蓋12和13封閉。在每個缸腔10、11內(nèi)各自可通過壓力介質(zhì)移動地安裝兩個活塞K1和K2或者K3和K4，活塞K1至K4按上面的說明設(shè)計，并支承門扉Fa和Fb。
為了打開雙門，門扉Fa和Fb必須移動到壓力介質(zhì)缸Z的較外面的端頭，為此通過中間蓋板9的兩側(cè)輸入壓力介質(zhì)。與端蓋12和13相配的工作腔排氣。在關(guān)門時中間的工作腔排氣，并通過外面的端蓋12和13輸入壓力介質(zhì)，使得門扉Fa和Fb重新移動到中間。
權(quán)利要求
1.用于待帶動載荷的驅(qū)動和導(dǎo)向復(fù)合系統(tǒng)，具有一個無活塞桿的壓力介質(zhì)缸，尤其是氣動缸，在它的缸體內(nèi)至少一個活塞(K)可以縱向移動，活塞穿過缸體單獨密封的縱向槽與待帶動的載荷共同作用，載荷通過滾輪在壓力介質(zhì)缸的縱向可移動地支承，其特征在于滾輪(4a、4b)位于壓力介質(zhì)缸(Z)的內(nèi)部，且其內(nèi)壁用作滾輪的運動滾道。
2.按權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于滾輪(4a、4b)固定或支承在活塞(K)上。
3.按權(quán)利要求1或2的系統(tǒng)，其特征在于滾輪(4a、4b)位于活塞(K)密封的端頭(2)之間。
4.按上述權(quán)利要求之任一項的系統(tǒng)，其特征在于滾輪(4a、4b)的滾動面做得基本上互補于壓力介質(zhì)缸(Z)內(nèi)壁上滾輪的支承區(qū)。
5.按上述權(quán)利要求之任一項的系統(tǒng)，其特征在于滾輪裝置對稱于壓力介質(zhì)缸-載荷布局的縱向中心平面分布。
6.按上述權(quán)利要求之任一項的系統(tǒng)，其特征在于滾輪裝置(4a、4b)對稱于活塞(K)縱向中心分布。
7.按上述權(quán)利要求之任一項的系統(tǒng)，其特征在于滾輪(4a)的一部分相對于活塞(K)橫向中心平面貼合在壓力介質(zhì)缸(Z)內(nèi)壁的上部，滾輪(4b)的另一部分貼合在壓力介質(zhì)缸內(nèi)壁的下部。
8.按上述權(quán)利要求之任一項的系統(tǒng)，其特征在于壓力介質(zhì)缸(Z)通過至少一個中間蓋板(9)分隔成至少兩個缸腔(10，11)，其中每個缸腔做成按上述權(quán)利要求之至少一項的、至少帶一個活塞(K1至K4)的系統(tǒng)。
全文摘要
用于待移動載荷的驅(qū)動和導(dǎo)向復(fù)合系統(tǒng)包含一個無活塞桿的壓力介質(zhì)缸(Z),尤其是氣動缸,在它的缸體內(nèi)至少一個活塞(K)可縱向移動,活塞穿過缸體的一個單獨密封的縱向槽(7)與待帶動的載荷共同作用,載荷通過滾輪(4a,4b)沿壓力介質(zhì)缸縱向可移動地支承。為了創(chuàng)造這樣一種盡可能緊湊的和結(jié)構(gòu)簡單的以及盡管這樣結(jié)構(gòu)仍較輕的系統(tǒng),設(shè)想滾輪(4a,4b)位于壓力介質(zhì)缸的內(nèi)部,壓力介質(zhì)缸的內(nèi)壁用作滾輪(4a,4b)的滾道。
文檔編號F15B15/00GK1262398SQ00101640
公開日2000年8月9日 申請日期2000年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月22日
發(fā)明者羅伯特·埃施曼 申請人:西格拉瑪公司