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Die
Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, mit mindestens einem
durch Fluidkraft betätigbaren
Kontraktionsantrieb, der einen sich zwischen zwei Kopfstücken erstreckenden
Kontraktionsschlauch enthält,
welcher bei Fluidbeaufschlagung eines von ihm und von den Kopfstücken begrenzten Beaufschlagungsraumes
eine die Kopfstücke
im Rahmen einer Arbeitsbewegung zueinander ziehende Längenkontraktion
erfährt,
wobei an wenigstens einem der Kopfstücke ein dem externen Kraftabgriff dienendes,
relativ zum zugeordneten Kopfstück
in dessen Hubrichtung bewegbares Kraftabgriffsteil angeordnet ist,
das bei der Arbeitsbewegung aufgrund miteinander kooperierender
Anschlagmittel vom zugeordneten Kopfstück mitgezogen werden kann und das
Bestandteil einer Längenausgleichseinrichtung ist.
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Eine
aus der
DE 100 27
731 C1 bekannte Antriebsvorrichtung dieser Art enthält einen
Kontraktionsantrieb, der einen sich aus einem gummielastischen Schlauchkörper und
einer koaxial zum Schlauchkörper
angeordneten Strangstruktur zusammensetzenden Kontraktionsschlauch
aufweist, welcher stirnseitig unter Abdichtung an zwei Kopfstücken befestigt
ist. Beide Kopfstücke
sind mit Kraftabgriffsmitteln versehen, an denen sich externe Strukturen
bzw. Bauteile fixieren lassen, die relativ zueinander bewegt werden
sollen. Die einem Kopfstück
zugeordneten Kraftabgriffsmittel gehören zu einem Kraftabgriffsteil,
das relativ zum zugeordneten Kopfstück in dessen Hubrichtung bewegbar
ist, sodass es als zu einer Längenausgleichseinrichtung
gehörig angesehen
werden kann. Während
des Normalbetriebes des Kontraktionsantriebes wird das Kraftabgriffsteil
durch eine mit einer Federeinrichtung ausgestattete Kraft-Überlastsicherung in einer Grundstellung
gehalten. Zum Betätigen
des Kontraktionsantriebes wird der vom Kontraktionsschlauch begrenzte Beaufschlagungsraum
mit Druckmedium beaufschlagt, was eine radiale Aufweitung des Kontraktionsschlauches
mit gleichzeitiger axialer Kontraktion hervorruft, wobei die Kopfstücke zueinander
gezogen werden. Im Sonderfall einer Überbeanspruchung spricht die
Kraft-Überlastsicherung
an und ermöglicht unter Überwindung
der Federkraft eine minimale Verlagerung des Kraftabgriffsteils
relativ zum Kopfstück, wobei
das Kraftabgriffsteil eine Verbindung zwischen dem Beaufschlagungsraum
und der Umgebung freischaltet, um einen Druckabbau innerhalb des
Beaufschlagungsraumes hervorzurufen.
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Es
gibt Einsatzfälle
für den
Kontraktionsantrieb, bei denen eine am Kraftabgriffsteil fixierte
Komponente durch Aktivierung des Kontraktionsantriebes in eine bestimmte
Position gezogen werden muss und in dieser dann durch Fremdmittel
so gehalten wird, dass sie die Position prinzipiell auch dann beibehält, wenn
der Kontraktionsantrieb wieder deaktiviert wird. Das Deaktivieren
des Kontraktionsantriebes hätte
jedoch eine Stauchung des membranartig gestalteten Kontraktionsschlauches
zur Folge, mit dem Risiko eines erhöhten Verschleißes oder
einer Beschädigung.
Daher wird der Kontraktionsantrieb in solchen Fällen meist ständig unter
Druck gehalten, mit der Folge einer hohen Beanspruchung und eines relativ
hohen Energieverbrauches. Die aus der
DE 100 27 731 C1 bekannte
Antriebsvorrichtung ermöglicht
zwar eine Relativbewegung zwischen dem Kraftabgriffsteil und dem
zugeordneten Kopfstück. Auf
Grund der starken Vorspannung der Federeinrichtung wirkt sich diese
relative Beweglichkeit im Normalbetrieb allerdings nicht aus. Würde stattdessen
eine schwächere
Feder eingesetzt, könnten
die gewünschten
Zugkräfte
nicht aufgebaut werden, weil der Beaufschlagungsraum mit der Atmosphäre in Verbindung
stünde.
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Aus
der
US 2 078 106 ist
eine Ventilanordnung bekannt, die über einen mit einer Membran
ausgestatteten Antrieb verfügt.
Die Membran wirkt über einen
Stößel auf
die Ventilelemente ein, wobei die Position der Membran durch eine
an ihr angreifende Stellkraft vorgegeben wird, die aus der Differenz
der Stellkräfte
einer mechanischen Feder und einer Fluidbeaufschlagung resultiert.
Um eine Überbeanspruchung
des zwischen dem Stößel und
den Ventilelementen vorhandenen Gestänges auszuschließen, ist außerhalb
der Fluidbeaufschlagungskammer eine Längenausgleichsvorrichtung vorgesehen,
die unter bestimmten Bedingungen eine Relativbewegung zwischen der
Membran und dem Stößel zulässt.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Antriebsvorrichtung
der eingangs genannten Art Maßnahmen
vorzusehen, die unter normaler Betriebsbeanspruchung eine Stauchung
des Kontraktionsschlauches bei Deaktivierung des Kontraktionsantriebes
verhindern.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass der Beaufschlagungsraum unabhängig von
der Relativposition zwischen Kraftabgriffsteil und zugeordnetem
Kopfstück
zur Umgebung hin fluiddicht abgedichtet ist, wobei die Längenausgleichseinrichtung wenigstens
teilweise in einer vom Beaufschlagungsraum fluiddicht abgetrennten
Aufnahmekammer des betreffenden Kopfstückes untergebracht ist, die
sich zumindest teilweise in einem vom zugeordneten Kopfstück getragenen
rohrförmigen Fortsatz
befindet, der in Richtung zum anderen Kopfstück in den Beaufschlagungsraum
hineinragt.
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Auf
diese weise wird eine Längenausgleichsmöglichkeit
für den
Kontraktionsantrieb geschaffen, die es dem Kontraktionsschlauch
im Anschluss an eine Arbeitsbewegung auch dann gestattet, in die Strecklage
zurückzukehren,
wenn das Kraftabgriffsteil diese Rückbewegung nicht mitmachen
kann. Das dem Kraftabgriffsteil zugeordnete Kopfstück kann also
unter gegenseitigem Entfernen der bis dahin miteinander kooperierenden
Anschlagmittel relativ zu dem seine Position beibehaltenden Kraftabgriffsteil
in die Ausgangsstellung zurückkehren,
wobei sich der Kontraktionsschlauch in den Ursprungszustand strecken
kann und nicht abgeknickt wird. Durch den in den Beaufschlagungsraum
hineinragenden Fortsatz ist zudem der Vorteil einer Totvolumenreduzierung
innerhalb des Beaufschlagungsraumes gegeben, da dieser bei der Betätigung des
Kontraktionsantriebes mit einem nurmehr verringerten Fluidvolumen
gefüllt werden
muss.
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Als
besonders vorteilhafte Ausgestaltung für den Kontraktionsschlauch
und dessen Anbindung an die Kopfstücke empfiehlt sich die in der
WO 00/61952 A1 beschriebene Bauart.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Für das Kraftabgriffsteil
empfiehlt sich eine koaxiale Anordnung bezüglich des zugehörigen Kopfstücks, wobei
es mit seinem rückseitigen
Endabschnitt zweckmäßigerweise
in das Kopfstück
eintaucht und mit seinem vorderen Endabschnitt, an dem geeignete
Kraftabgriffsmittel zur Verbindung mit einer zu betätigenden
Komponente vorgesehen sind, aus dem Kopfstück herausragt.
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Die
Länge des
für die
Relativbewegung zwischen Kraftabgriffsteil und zugeordnetem Kopfstück zur Verfügung gestellten
Verstellweges ist vorzugsweise mindestens so groß wie der bei der Arbeitsbewegung
zwischen den beiden Kopfstücken
zurückgelegte
Arbeitshub, also diejenige Wegstrecke, um die sich die beiden Kopfstücke bei
der Arbeitsbewegung aneinander annähern.
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Um
unkontrollierte Relativbewegungen zwischen dem Kraftabgriffsteil
und dem zugeordneten Kopfstück
zu vermeiden, enthält
die Längenausgleichseinrichtung
zweckmäßigerweise
eine Federeinrichtung, die das Kraftabgriffsteil ständig im
Sinne eines Einfahrens in das zugeordnete Kopfstück beaufschlagt. Allerdings
ist die Federkraft relativ gering, sodass sich das Kraftabgriffsteil
ohne weiteres herausziehen lässt.
Die Stellkraft der Federeinrichtung ist auf jeden Fall geringer
als die im Normalbetrieb vom Kontraktionsantrieb hervorrufbare Nennkraft.
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Die Übertragung
der Zugkraft vom Kopfstück auf
das zugeordnete Kraftabgriffsteil erfolgt vorzugsweise nicht über die
gegebenenfalls vorhandene Federeinrichtung, sondern direkt mechanisch über einerseits
am Kraftabgriffsteil und andererseits am Kopfstück angeordnete Anschlagmittel,
die aneinander zur Anlage kommen können, bevor die Federeinrichtung
vollständig
gespannt ist. Man realisiert also eine von den Federmitteln unabhängige Zugkraftübertragung,
wobei der Kraftfluss der Zugkraft die Federeinrichtung bypassartig
umgeht.
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Die
Relativposition zwischen Kraftabgriffsteil und Kopfstück, bei
der die Anschlagmittel wirksam werden, kann vorzugsweise variabel
eingestellt werden. Hierzu können
am Kraftabgriffsteil angeordnete erste Anschlagmittel eine verstellbar
auf das Kraftabgriffsteil aufgeschraubte Anschlagmutter beinhalten, die
zweckmäßigerweise
auch gleichzeitig zur Abstützung
der Federeinrichtung dient. Ferner können am Kopfstück vorgesehene
zweite Anschlagmittel von der Stirnfläche einer axial verstellbar
in das Kopfstück
eingeschraubten Anschlaghülse
gebildet sein, die vom Kraftabgriffsteil durchgriffen wird und die zweckmäßigerweise
gleichzeitig auch zur kopf stückseitigen
Abstützung
der Federeinrichtung dient. Letztere kann sich innerhalb der Anschlaghülse erstrecken.
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Eine
bevorzugte Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung sieht zwei in Reihe
geschaltete Kontraktionsantriebe vor, deren Kraftabgriffsteile einander zugewandt
und miteinander bewegungsgekoppelt sind, sodass sie stets nur einheitlich
bewegbar sind, und wobei die Bewegung durch eine abwechselnd gegensinnige
Betätigung
der beiden Kontraktionsantriebe hervorgerufen wird. Die Kontraktionsantriebe sind
hierbei in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, dass im
deaktivierten Zustand beider Kontraktionsantriebe, wenn also beide
Kontraktionsschläuche
ihre Strecklage einnehmen, bei vollständig ausgefahrenem Kraftabgriffsteil
des jeweils einen Kontraktionsantriebes das Kraftabgriffsteil des
jeweils anderen Kontraktionsantriebes vollständig eingefahren ist. Es besteht
somit die Möglichkeit,
eine mit den beiden bewegungsgekoppelten Kontraktionsteilen verbundene
Komponente wahlweise in Richtung zum einen oder zum anderen Kontraktionsantrieb
zu ziehen, wobei der die Zugkraft hervorrufende Kontraktionsantrieb
anschließend,
bei unveränderter
Position der betreffenden Komponente, deaktiviert wird und in die
Ausgangslage zurückkehrt, sodass
eine Faltenbildung des Kontraktionsschlauches verhindert wird.
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Der
Kontraktionsschlauch enthält
zweckmäßigerweise
einen aus gummielastischem Material bestehenden Schlauchkörper und
eine zum Schlauchkörper
koaxiale Strangstruktur, die zweckmäßigerweise in die Wandung des
Schlauchkörpers
eingebettet ist. Die Strangstruktur setzt sich vorzugsweise aus
einer Vielzahl von hoch zugfesten und zugleich biegbaren Zugsträngen zusammen,
die in einer Überkreuzkonfiguration
angeordnet sind.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 bis 3 eine
bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung,
ausgestattet mit einem Kontraktionsantrieb, wobei unterschiedliche
Betriebsphasen illustriert sind, und
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4 bis 6 ein
Ausführungsbeispiel
der Antriebsvorrichtung mit zwei gegenläufig aktivierbaren Kontraktionsantrieben,
wiederum unter Darstellung verschiedener Betriebszustände.
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Die
in 1 bis 3 gezeigte Antriebsvorrichtung 1 enthält als Antriebsmittel
einen durch Fluidkraft betätigbaren
Kontraktionsantrieb 2. Als Betätigungsfluid ist insbesondere
Druckluft oder ein sonstiges gasförmiges Medium vorgesehen.
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Ein
Betrieb mittels eines hydraulischen Fluides wie Öl oder Wasser ist jedoch ebenfalls
möglich.
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Der
Kontraktionsantrieb 2 verfügt über ein lineare Erstreckung
aufweisendes, schlauchähnlich konfiguriertes
Gebilde, das als Kontraktionsschlauch 3 bezeichnet sei.
Dieser Kontraktionsschlauch 3 setzt sich beim Ausführungsbeispiel
aus einem aus gummielastischem Material bestehenden Schlauchkörper 4 und
einer zu dem Schlauchkörper 4 koaxialen
Strangstruktur 5 zusammen, die zumindest partiell in die
Wandung des Schlauchkörpers 4 eingebettet
ist. Die Strangstruktur 5 ist in 2 durch
einen leicht vergrößert dargestellten
Ausbruch der Schlauchwandung illustriert.
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Die
Strangstruktur 5 setzt sich zweckmäßigerweise aus einer Vielzahl über eine
hohe Zugfestigkeit verfügender,
gleichzeitig aber biegbare Eigenschaften besitzender Zugstränge 6 zusammen,
die in einer Überkreuzkonfiguration
angeordnet sind, sodass sich, in radialer Richtung bezüglich der
Längsachse
des Schlauchkörpers 4 betrachtet,
eine Art Gitterstruktur mit rautenförmigen Gitterelementen ergibt.
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Bevorzugt
sind die Zugstränge 6 in
zwei Stranggruppen unterteilt, wobei die innerhalb einer jeweiligen
Stranggruppe angeordneten Zugstränge 6 mit
gleicher Längsorientierung
nebeneinander verlaufen. Diese beiden Stranggruppen erstrecken sich schraubenwendelförmig mit
einander entgegengesetztem Windungssinn um die Längsachse des Schlauchkörpers 4,
wobei sie durch das Material des Schlauchkörpers 4 zweckmäßigerweise
in radialem Abstand zueinander gehalten werden. Der Aufbau kann
insbesondere demjenigen entsprechen, wie er in der WO 00/61952 A1
beschrieben ist, auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich verwiesen wird.
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Der
Kontraktionsschlauch 3 erstreckt sich zwischen zwei Kopfstücken, die
im Folgenden zur besseren Unterscheidung als vorderes Kopfstück 7 und
rückwärtiges Kopfstück 8 bezeichnet
werden. Mit seinen beiden Endabschnitten 12 ist der Kontraktionsschlauch 3 jeweils
so am zugeordneten Kopfstück 7, 8 befestigt,
dass sowohl eine fluiddichte als auch eine zugkraftübertragende
feste Verbindung vorliegt.
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Bei
der abgebildeten bevorzugten Befestigungsart sind die Kopfstücke 7, 8 jeweils
in ein ein Stück
weit axial in den Kontraktionsschlauch 3 eintauchendes
Kopfstück-Innenteil 13 und
ein den Endabschnitt 12 außen umgreifendes ring- oder
hülsenförmiges Kopfstück-Außenteil 14 unterteilt.
Diese beiden Kopfstück-Teile 13, 14 begrenzen
einen ringförmigen
Klemmspalt 15, in den der Endabschnitt 12 fest
eingespannt ist. Beim Ausführungsbeispiel
hat der Klemmspalt 15 einen konischen Verlauf, und das Kopfstück-Außenteil 14 ist
im Sinne einer Verringerung der Klemmspaltbreite mit dem Kopfstück- Innenteil 13 verspannt,
sodass sich eine klemmende Fixierung des Endabschnittes 12 ergibt.
Zweckmäßigerweise
ist das Kopfstück-Außenteil 14 nach
Art einer Überwurfmutter
gestaltet und durch eine Gewindeverbindung 16 mit dem Kopfstück-Innenteil 13 verschraubt.
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Durch
den Kontraktionsschlauch 3 und die beiden Kopfstücke 7, 8 wird
ein zur Umgebung hin dicht abgeschlossener Beaufschlagungsraum 17 begrenzt,
in den ein eines der Kopfstücke – vorliegend das
rückwärtige Kopfstück 8 – durchsetzender
Fluidkanal 18 mündet,
durch den hindurch ein unter Druck stehendes Betätigungsfluid der oben angesprochenen
Art wahlweise in den Beaufschlagungsraum 17 einspeisbar
oder aus diesem abführbar
ist.
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In
der aus 1 und 3 hervorgehenden Ausgangsstellung
des Kontraktionsantriebes 2 ist der Beaufschlagungsraum 17 drucklos,
und der Kontraktionsschlauch 3 nimmt eine Ausgangslänge ein,
in der er ohne axiale Beanspruchung gestreckt ist. Die beiden Kopfstücke 7, 8 sind
dabei mit einer Ausgangslänge
LA zueinander beabstandet.
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Zur
Aktivierung des Kontraktionsantriebes 2 wird unter atmosphärischem Überdruck
stehendes Betätigungsfluid über den
Fluidkanal 18 in den Beaufschlagungsraum 17 eingespeist.
Als Folge weitet sich der Kontraktionsschlauch 3 in der
aus 2 ersichtlichen Weise radial auf und erfährt gleichzeitig eine
Längenkontraktion,
wobei die beiden Kopfstücke 7, 8 im
Rahmen einer als Arbeitsbewegung bezeichneten Bewegung zueinander
gezogen werden, sodass sich ihr Abstand voneinander auf eine Endlänge LE verringert. Die Differenz zwischen der
Ausgangslange LA und der Endlänge LE bezeichnet den Arbeitshub des Kontraktionsantriebes 2.
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Die
Längenkontraktion
basiert maßgeblich auf
der Strangstruktur 5. Bei der Innendruckbeaufschlagung
verändert
sich der Gitterwinkel und folglich die Neigung zwischen den Zugsträngen 6 der beiden
Stranggruppen, in Verbindung mit einer Längenverkürzung in Richtung der Längsachse
des Kontraktionsschlauches 3.
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Da
sich bei der Längenkontraktion
die beiden Kopfstücke 7, 8 einander
annähern,
kann auf an den beiden Kopfstücken 7, 8 befestigten
Komponenten 22, 23 eine Zugkraft ausgeübt werden,
um diese Komponenten 22, 23 einander anzunähern.
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Für die Befestigung
der Komponenten 22, 23 ist jedes Kopfstück 7, 8 mit
als Kraftabgriffsmittel 24, 25 bezeichneten Befestigungsmitteln
ausgestattet. Die Kraftabgriffsmittel 24 des rückwärtigen Kopfstückes 8 enthalten
beim Ausführungsbeispiel
ein in das Kopfstück-Innenteil 13 eingebrachtes
Innengewinde, das eine Schraubverbindung der zu fixierenden Kompo nente 22 ermöglicht,
was in der Zeichnung allerdings nicht näher dargestellt ist. Die mit
dem rückwärtigen Kopfstück 8 fest
verbundene externe Komponente 22 ist beim Ausführungsbeispiel
ortsfest angeordnet und beispielsweise von einem Maschinengestell
oder einer sonstigen Haltestruktur gebildet. An den dem vorderen
Kopfstück 7 zugeordneten Kraftabgriffsmitteln 25 hingegen
ist eine bewegbare Komponente 23 fixiert, beispielsweise
ein aus einer in 1 gezeigten Grundstellung in
eine aus 2 und 3 ersichtliche
Endstellung zu bewegendes Maschinenteil.
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Beim
Ausführungsbeispiel
wird somit die gesamte Arbeitsbewegung durch das vordere Kopfstück 7 ausgeführt, das
mithin auch den gesamten Arbeitshub relativ zum rückwärtigen Kopfstück 8 zurücklegt.
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Der
Kontraktionsantrieb 2 ist so ausgelegt, dass er im Normalbetrieb
durch entsprechende Fluidbeaufschlagung eine als Nennkraft bezeichenbare Arbeitskraft
aufbringen kann, mit der er die bewegbare Komponente 23 verlagern
kann.
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Die
dem vorderen Kopfstück 7 zugeordneten Kraftabgriffsmittel 25 befinden
sich an einem zweckmäßigerweise
stangen- oder stößelförmigen Kraftabgriffsteil 26,
das relativ zu dem vorderen Kopfstück 7 in dessen Hubrichtung
bewegbar ist. Das Kraftabgriffsteil 26 taucht mit seinem
rückseitigen
Endab schnitt 27 in insbesondere koaxialer Anordnung von
axial außen
her in das vordere Kopfstück 7 hinein,
während
sein vorderer Endabschnitt 28 nach vorne aus dem vorderen
Kopfstück 7 herausragt
und mit den Kraftabgriffsmitteln 25 versehen ist. Letztere
bestehen beim Ausführungsbeispiel
aus einem Außengewinde.
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Der
rückseitige
Endabschnitt 27 des Kraftabgriffsteils 26 taucht
in eine vom vorderen Kopfstück 7 definierte
längliche
Aufnahmekammer 32 ein, die sich in Längsrichtung des Kontraktionsantriebes 2 erstreckt
und die vom Beaufschlagungsraum 17 fluiddicht abgetrennt
ist. Beim Ausführungsbeispiel
wird die Aufnahmekammer 32 zum Teil von einem rückseitig
am Kopfstück-Innenteil 13 angeordneten
rohrförmigen
Fortsatz 33 des vorderen Kopfstückes 7 gebildet, der
koaxial ein Stück
weit in den Beaufschlagungsraum 17 hineinragt und an seinem
dem rückwärtigen Kopfstück 8 zugewandten
rückwärtigen Ende
durch einen Boden 34 dicht verschlossen ist. Der Fortsatz 33 ist
vorzugsweise koaxial zum Kontraktionsschlauch 3 angeordnet.
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Da
der Fortsatz 33 einen gewissen Anteil des Füllvolumens
des Beaufschlagungsraumes 17 einnimmt, ergibt sich für den Betrieb
des Kontraktionsantriebes 2 eine Einsparung an Betätigungsfluid.
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Das
Kraftabgriffsteil 26 ist Bestandteil einer insgesamt mit
Bezugsziffer 35 bezeichneten Längenausgleichseinrichtung,
die eine Faltenbildung bzw. ein Abknicken des Kontraktionsschlauches 3 verhindert,
wenn das vordere Kopfstück 7 im
Anschluss an eine Arbeitsbewegung eine Rückbewegung in die Ausgangsstellung
durchführt,
während
gleichzeitig die bewegbare Komponente 23 an Ort und Stelle
verharrt. Ein solcher Einsatz der Antriebsvorrichtung 1 liegt
beispielsweise dann vor, wenn die bewegbare Komponente 23 ein
Ventilglied ist, das nach dem Umschalten aus der Grundstellung für längere Zeit
in der Endstellung verbleiben soll und in dieser Endstellung auch
ohne dauerhafte Zugbeaufschlagung durch den Kontraktionsantrieb 2 fixiert
ist. Ohne die Längenausgleichseinrichtung
würde in
einem solchen Falle das vordere Kopfstück 7 trotz Druckentlastung
des Beaufschlagungsraumes 17 in der aus 2 ersichtlichen,
an das rückwärtige Kopfstück 8 angenäherten Endstellung
verbleiben, und der nicht mehr unter Innendruck stehende Kontraktionsschlauch 3 würde knicken,
was zu Schäden
am Schlauchkörper 4 und/oder
an der Strangstruktur 5 führen könnte.
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Weitere
Bestandteile der Längenausgleichseinrichtung 35 sind
erste und zweite Anschlagmittel 36, 37, die bei
der Arbeitsbewegung kraftübertragend aneinander
anliegen, sodass die vom vorderen Kopfstück 7 ausgehende Zugkraft
in das Kraftabgriffsteil 26 eingeleitet und dieses mitgezogen
wird.
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Die
ersten Anschlagmittel 36 sind beim Ausführungsbeispiel von einer Anschlaghülse 42 gebildet,
die in axial verstellbarer Weise koaxial in die Aufnahmekammer 32 eingeschraubt
ist. Zueinander komplementäre
Außen-
und Innengewinde 43 am Außenumfang der Anschlaghülse 42 und
am Innenumfang der Aufnahmekammer 32 ermöglichen
ein komplettes axiales Versenken der Anschlaghülse 42 im Innern der
Aufnahmekammer 32. Die dem rückwärtigen Kopfstück 8 zugewandte
ringförmige
Stirnfläche
der Anschlaghülse 42 bildet
eine erste Anschlagfläche 44.
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Das
Kraftabgriffsteil 26 durchsetzt die Anschlaghülse 42 in
axial verschiebbarer Weise und trägt an dem über die erste Anschlagfläche 44 hinausragenden
Endbereich die zweiten Anschlagmittel 37, die vorliegend
eine auf das Kraftabgriffsteil 26 aufgeschraubte Anschlagmutter 45 beinhalten,
an deren der ersten Anschlagfläche 44 zugewandter Axialseite
eine ringförmige
zweite Anschlagfläche 46 vorgesehen
ist. Letztere kann sich unmittelbar an der Anschlagmutter 45 befinden
oder auch, wie abgebildet, an einer der Anschlagmutter 45 zur
Anschlaghülse 42 hin
vorgelagerten Anschlagscheibe 47.
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Bei
Durchführung
der Arbeitsbewegung drückt
die am vorderen Kopfstück 7 angeordnete
erste Anschlagfläche 44 auf
die mit dem Kraftabgriffsteil 26 verbundene zweite Anschlagfläche 46 und
zieht das Kraftabgriffsteil 26 mit.
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Die
Längenausgleichseinrichtung 35 enthält weiterhin
eine das Kraftabgriffsteil 26 ständig im Sinne eines Einfahrens
in das vordere Kopfstück 7 beaufschlagende
Federeinrichtung 48. Letztere ist insbesondere eine Druckfedereinrichtung
und besteht beim Ausführungsbeispiel
aus einer Schraubendruckfeder, die vom Kraftabgriffsglied 26 koaxial durchsetzt
wird. Außen
wird die Federeinrichtung 48 koaxial über einen kompressionsabhängig mehr
oder weniger großen
Längenabschnitt
hinweg von der Anschlaghülse 42 umschlossen.
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Die
Federeinrichtung 48 stützt
sich mit ihrem dem vorderen Kopfstück 7 zugewandten vorderen Endabschnitt
an einer ringförmigen
Abstufung 52 der Anschlaghülse 42 ab, während sie
andernends gegen einen insbesondere von den zweiten Anschlagmitteln 37 gebildeten
Radialvorsprung des Kraftabgriffteils 26 arbeitet. Auf
diese Weise wird das Kraftabgriffsteil 26 durch eine Federkraft
FF ständig im
Einfahrsinne beaufschlagt, also im Sinne einer Annäherung der
am Kraftabgriffsteil 26 vorgesehenen Kraftabgriffsmittel 25 an
das vordere Kopfstück 7.
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Ist
an dem Kraftabgriffsteil 26 keine zu bewegende Komponente
befestigt, nimmt das Kraftabgriffsteil 26 bedingt durch
die Federeinrichtung die in 3 ersichtliche,
in das vordere Kopfstück 7 eingefahrene
Stellung ein. Die beiden Anschlag flächen 44, 46 sind
hierbei um einen gewissen Verstellweg S zueinander beabstandet.
Letzterer entspricht zweckmäßigerweise
dem Arbeitshub des vorderen Kopfstückes 7 und ist jedenfalls
nicht geringer als dieser.
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Durch
Veränderung
der Axialposition der Anschlagmutter 45 bezüglich des
Kraftabgriffteils 26 und/oder der Anschlaghülse 42 bezüglich des
vorderen Kopfstücks 7 lässt sich
die Länge
des Verstellweges S stufenlos variieren.
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Die
Federeinrichtung 48 ist so ausgelegt, dass ihre Federkraft
FF erheblich geringer ist als die Nennkraft
des Kontraktionsantriebes 2.
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Das
Kraftabgriffsteil 26 kann entgegen der Federkraft FF in die aus 1 und 2 hervorgehende
ausgefahrene Stellung aus dem vorderen Kopfstück 7 herausgezogen
werden. Diese ausgefahrene Stellung wird durch die gegenseitige
Anlage der ersten und zweiten Anschlagflächen 44, 46 definiert.
Die Federeinrichtung 48 ist in diesem Zustand komprimiert,
allerdings nicht bis zum maximal möglichen Kompressionsgrad.
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Die
Relativposition zwischen dem Kraftabgriffsteil
26 und dem
vorderen Kopfstück
7 wirkt
sich auf den fluidischen Beaufschlagungszustand innerhalb des Beaufschlagungsraumes
17 nicht
aus. Letzterer ist und bleibt zur Umgebung hin fluid dicht abgedichtet,
egal in welcher Stellung sich das Kraftabgriffsteil
26 befindet.
Es wird also durch das bewegliche Kraftabgriffsteil
26 keine
Ventilfunktion zum fallweisen Entlasten des Beaufschlagungsraumes
17 erfüllt, wie
dies beispielsweise in der
DE
100 27 731 C1 der Fall ist.
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Die 1 bis 3 offenbaren
einen bevorzugten Betriebsablauf der Antriebsvorrichtung 1,
um die bewegbare Komponente 23 aus der in 1 gezeigten
Grundstellung in die Endstellung gemäß 2 und 3 zu
verbringen und dort zu belassen.
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In
dem Betriebzustand gemäß 1 befindet
sich der Kontraktionsantrieb 2 in seiner Ausgangsstellung,
und das an der bewegbaren Komponente 23 fixierte Kraftabgriffsteil 26 nimmt
die durch die gegenseitige Anlage der ersten und zweiten Anschlagflächen 44, 46 definierte
ausgefahrene Stellung ein.
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In
der sich anschließenden
Betriebsphase wird der Kontraktionsantrieb 2 durch Fluidzufuhr
in den Beaufschlagungsraum 17 aktiviert, sodass das vordere
Kopfstück 7 unter
Zurücklegung
des Arbeitshubes in Richtung zum rückwärtigen Kopfstück 8 verlagert
wird. Die sich dabei ergebende Endstellung ist in 2 illustriert.
Bei diesem Arbeitshub wird das Kraftabgriffsteil 26 unter
Beibehaltung seiner bezüglich
des vorderen Kopfstücks 7 eingenommenen
Relativposition durch das Zusammenwirken der Anschlagmittel 36, 37 mitgezogen,
sodass folglich auch die Komponente 23 in die Endstellung
gezogen wird.
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Da
die einzelnen Federwindungen der Federeinrichtung 48 in
der wirksamen Stellung der Anschlagmittel 36, 37 noch
nicht auf Block aneinander anliegen, erfolgt über die Anschlagmittel 36, 37 eine von
der Federeinrichtung 48 unabhängige Zugkraftübertragung
vom vorderen Kopfstück 7 auf
das Kraftabgriffsteil 26, wobei der Kraftfluss der Zugkraft die
Federeinrichtung 48 quasi umgeht. Es ist mithin eine sehr
exakte Positionierung der zu bewegenden Komponente 23 möglich, ohne
Beeinflussung durch die Baulänge
oder den Kompressionsgrad der Federeinrichtung 48.
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Für die weitere
Erläuterung
sei unterstellt, dass die bewegbare Komponente 23 ihre
Endstellung auch ohne Aufrechterhaltung der Zugkraft des Kontraktionsantriebes 2 beibehält. Dies
trifft beispielsweise für
den Fall zu, dass es sich bei der bewegbaren Komponente 23 um
einen Ventilschieber handelt, der reibungsbedingt oder durch andere
Fixiermittel in der einmal eingenommenen Endstellung verharrt.
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Bedingt
durch die stabile Endstellung der bewegbaren Komponente 23 ist
ein weiter andauernder aktiver Zustand des Kontraktionsantriebes 2 nicht
erforderlich. Daher wird das Beaufschlagungsfluid aus dem Beaufschlagungsraum 17 abge führt, sodass
ein Druckabbau stattfindet, der gemäß 3 ein erneutes
Strecken des Kontraktionsschlauches 3 zur Folge hat. Bei
diesem Strecken führt
das vordere Kopfstück 7 eine
Rückbewegung
in die Ausgangsstellung aus, die allerdings ohne das durch die fixierte
bewegbare Komponente 23 ortsfest festgehaltene Kraftabgriffsteil 26 stattfindet.
Das vordere Kopfstück 7 bewegt sich
also relativ zu dem Kraftabgriffsteil 26, welches dabei
weiter in das vordere Kopfstück 7 einfährt. Unterstützt wird
diese Bewegung durch die Federeinrichtung 48.
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Da
der Verstellweg S wenigstens dem Arbeitshub und mithin auch dem
gleichlangen Rückhub des
vorderen Kopfstückes 7 entspricht,
kann das vordere Kopfstück 7 sich
auf jeden Fall so weit zurückbewegen,
dass der Kontraktionsschlauch 3 seine Strecklage einnimmt,
wie sie auch vorliegt, wenn am deaktivierten Kontraktionsantrieb 2 keine
Komponenten 22, 23 befestigt sind.
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Die
axiale Länge
der Aufnahmekammer 32 ist so gewählt, dass der gewünschte Verstellweg
S für das
Kraftabgriffsteil 26 auf jeden Fall garantiert ist.
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Zweckmäßigerweise
sind an dem vorderen Kopfstück 7 Führungsmittel 53 angeordnet,
die das Kraftabgriffsteil 26 so umschließen, dass
Letzteres verschiebbar geführt
ist. Die Führungsmittel 53 sind zweckmäßigerweise
Bestandteil der An schlaghülse 42 und
können
von einem gelochten Bodenabschnitt derselben gebildet sein, an dem
sich auch die Federeinrichtung 48 abstützt. Es kann sich aber auch
um eine gesonderte Führungsbuchse
handeln.
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Die
in 4 bis 6 gezeigte Antriebsvorrichtung 1' setzt sich
jeweils aus zwei identischen Kontraktionsantrieben 2a, 2b der
anhand der 1 bis 3 beschriebenen
Bauart des dortigen Kontraktionsantriebes 2 zusammen. Zur
Vermeidung von Wiederholungen wird daher wegen der konstruktiven und
funktionellen Einzelheiten auf die Ausführungen zu den 1 bis 3 verwiesen.
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Die
beiden Kontraktionsantriebe 2a, 2b sind in Reihe
geschaltet, vorzugsweise mit koaxialer Anordnung, wobei ihre vorderen
Kopfstücke 7 und
mithin die diesbezüglich
verstellbar gelagerten Kraftabgriffsteile 26 einander zugewandt
sind. Mit ihrem rückwärtigen Kopfstück 8 sind
die Kontraktionsantriebe 2a, 2b jeweils an einer
ortsfesten Komponente 22 festgelegt.
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Die
beiden Kraftabgriffsteile 26 sind zur Ausführung synchroner
Bewegungen miteinander bewegungsgekoppelt, was beim Ausführungsbeispiel
dadurch realisiert ist, dass sie mit ihren Kraftabgriffsmitteln 25 gemeinsam
an einer bewegbaren Komponente 23 befestigt sind. Bei Letzterer
kann es sich unmittelbar um ein zu bewegendes externes Bauteil handeln
oder aber um ein zur Antriebsvorrichtung 1 gehörendes Kupplungsteil,
das zur Verbindung der beiden Kraftabgriffsteile 26 dient
und an dem nicht näher dargestellte
Befestigungsmittel zur Befestigung einer zu bewegenden externen
Komponente vorgesehen sind.
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Die
beiden Kontraktionsantriebe 2a, 2b sind in einer
derartigen Relativposition zueinander angeordnet, dass im in 4 und 6 dargestellten deaktivierten
Zustand beider Kontraktionsantriebe 2a, 2b bei
vollständig
in das zugeordnete vordere Kopfstück 7 eingefahrenem
Kraftabgriffsteil 26 des jeweils einen Kontraktionsantrieb
das Kraftabgriffsteil 26 des jeweils anderen Kontraktionsantriebes
die bezüglich
des zugeordneten vorderen Kopfstücks 7 ausgefahrene
Stellung einnimmt.
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Auf
diese Weise besteht die Möglichkeit,
die bewegbare Komponente 23 zwischen der in 4 gezeigten
Grundstellung und der in 5 und 6 gezeigten
Endstellung aktiv hin und her zu bewegen und dabei in jeder dieser
Stellungen den für
das Verlagern in die betreffende Stellung verantwortlichen Kontraktionsantrieb 2a, 2b zu
deaktivieren, um Letzterem ohne Ausknicken des Kontraktionsschlauches 3 die
Einnahme der Ausgangsstellung zu ermöglichen.
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Im
Betriebszustand der 4 befindet sich die bewegbare
Komponente 23 in der Grundstellung, wobei das Kraftabgriffsteil 26 des
links abgebildeten Kontraktionsantriebes 2b eingefahren
und das Kraftabgriffsteil 26 des rechts abgebildeten Kontraktionsantriebes 2a ausgefahren
ist.
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Um
die bewegbare Komponente 23 in die Endstellung zu verlagern,
wird der rechte Kontraktionsantrieb 2a aktiviert, während der
linke Kontraktionsantrieb 2b deaktiviert bleibt. Somit
wird die bewegbare Komponente 23 vom rechten Kontraktionsantrieb 2a in
die Endstellung gezogen, während gleichzeitig
das Kraftabgriffsteil 26 des linken Kontraktionsantriebes 2b aus
dem an Ort und Stelle verbleibenden vorderen Kopfstück 7 unter
Komprimierung der Federeinrichtung 48 herausgezogen wird.
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In
der nächsten,
aus 6 ersichtlichen Betriebsphase wird der rechte
Kontraktionsantrieb 2a deaktiviert, sodass sich sein vorderes
Kopfstück 7 relativ
zu dem an Ort und Stelle bleibenden Kraftabgriffsteil 26 in
die Ausgangsstellung zurückbewegen kann.
Dabei fährt
das Kraftabgriffsteil 26 in das vordere Kopfstück 7 des
rechten Kontraktionsantriebes 2a ein. Der linke Kontraktionsantrieb 2b ist
weiterhin deaktiviert.
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Zum
Zurückbewegen
der bewegbaren Komponente 23 in die Grundstellung gemäß 4 findet ein
umgekehrter Bewegungsablauf statt, wobei bei deaktiviert bleibendem
rechten Kontraktionsantrieb 2a der linke Kontraktionsantrieb 2b zunächst aktiviert und
dann wieder deaktiviert wird.
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Es
besteht somit die Möglichkeit,
die bewegbare Komponente 23 für längere Zeit in wahlweise einer
von zwei Stellungen zu positionieren und dabei nach der Positionierung
beide Kontraktionsantriebe 2a, 2b ohne Beschädigungsgefahr
im deaktivierten Zustand zu belassen.
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Abschließend sei
noch zu erwähnen,
dass bei Bedarf beiden Kopfstücken 7, 8 des
Kontraktionsantriebes 2, 2a, 2b in der
beschriebenen Weise ein bewegliches Kraftabgriffsteil 26 zugeordnet
sein kann.