專利名稱：氣動線性驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種氣動線性驅(qū)動裝置，其具有驅(qū)動外殼，在該外殼 里有至少一個限定活塞移動表面的活塞接收腔，該接收腔被一個位于其中 的驅(qū)動活塞在軸向分成兩個工作腔室，其中驅(qū)動活塞在其外圓周部位里具 有至少 一個彈性可變形的環(huán)形活塞密封件，它可以密封地貼靠在活塞移動 表面上，以阻止在兩個工作腔室之間漏氣，而且其中至少一個工作腔室可 施加壓縮空氣，以便使驅(qū)動活塞產(chǎn)生線性移動運動，在該運動時它用一個 位于其外圓周上的滑動表面在活塞移動表面上沿著滑動。
背景技術(shù)：
一種由DE95 04 207 C5已知的這種型式的氣動線性驅(qū)動裝置設(shè)計成 雙作用氣動氣缸并包含有在活塞接收腔里可以線性移動地布置的驅(qū)動活 塞。通過對一個或另一個被驅(qū)動活塞分開的工作腔室加上壓縮空氣就可以 使驅(qū)動活塞在一個或另 一個方向上在兩個終端位置之間移動。在線性運動 時驅(qū)動活塞用布置在其外圓周上的滑動表面在限定住活塞接收腔的活塞 移動表面上沿著滑動。兩個總是與活塞移動表面處于密封接觸的活塞密封 件阻止了壓縮空氣在兩個工作腔室之間的泄漏。一種由DE 94 00 843 Ul已知的工作氣缸具有集成有夾緊機(jī)構(gòu)的驅(qū)動 活塞。驅(qū)動活塞的環(huán)形夾緊件可以徑向?qū)χ钊苿颖砻骖A(yù)張緊，以便使 驅(qū)動活塞軸向不可運動地固定在確定的位置上。兩個設(shè)在驅(qū)動活塞上的活 塞密封件與夾緊機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)無關(guān)地與活塞移動表面總是處于密封接 觸。在兩種已知的線性驅(qū)動裝置中必須容許在活塞密封件和活塞移動表 面之間并不是微不足道的滑動摩擦。這種滑動摩擦影響了驅(qū)動活塞的移動 速度并且是一個磨損源,采用本實用新型應(yīng)該能克服在以前使用活塞密封件時所存在的摩擦問題。實用新型內(nèi)容 本實用新型的目的是提供一種氣動線性驅(qū)動裝置，其能夠克服在現(xiàn)有 技術(shù)中的使用活塞密封件時所存在的摩擦問題。按照本實用新型，提供了一種氣動線性驅(qū)動裝置。該氣動線性驅(qū)動裝 置具有驅(qū)動外殼，在該外殼里有至少 一 個限定活塞移動表面的活塞接收 腔。該接收腔被一個位于其中的驅(qū)動活塞在軸向分成兩個工作腔室。驅(qū)動 活塞在其外圓周部位里具有至少一個彈性可變形的環(huán)形活塞密封件，它可 以密封地貼靠在活塞移動表面上，以阻止在兩個工作腔室之間漏氣。兩個 工作腔室中的至少一個工作腔室可施加壓縮空氣，以便使驅(qū)動活塞產(chǎn)生線 性運動，在該運動時它用一個位于其外圓周上的滑動表面在活塞移動表面 上沿著滑動。其特征在于，活塞密封件構(gòu)成配合于驅(qū)動活塞的加載腔室的 徑向位于外面的限定壁，并在這個加載腔室的無壓狀態(tài)下占據(jù)基本位置， 在該位置上它由于相對于滑動面來說較小的外圓周而相比于滑動面徑向縮回了；而且存在有這樣的機(jī)構(gòu)，通過這些機(jī)構(gòu)可以從目前施加壓縮空氣 的工作腔室里將壓縮空氣供給加載腔室，從而使活塞密封件從其基本位置 徑向向外變形到在預(yù)張緊作用下貼靠在活塞移動表面上的密封位置，此時 在加載腔室里的壓力升高到相對于用于使驅(qū)動活塞移動所需的移動壓力 來i兌更高的激活壓力。按此方式可以使驅(qū)動活塞線性移動，而在活塞密封件和活塞移動表面 之間并沒有密封接觸。驅(qū)動活塞和驅(qū)動外殼之間的密封在移動運動時只是 通過存在于滑動表面和活塞移動表面之間的最小移動間隙來保證。微小的 泄漏，也就是說在兩個工作腔室之間一定的空氣串漏是容許的。由于在一 般相對較軟的活塞密封件和活塞移動表面之間沒有接觸，因此驅(qū)動活塞可 以極輕快地移動，因此磨損小并在需要時有相對高的速度。只有當(dāng)驅(qū)動活塞到達(dá)了終端位置或者在另一個軸向位置上由于阻力 而受到妨礙不能繼續(xù)輕快地運動時，活塞密封件才產(chǎn)生密封效果。然后該 密封件由于建立起了壓力由該直至那時停住的相對于滑動表面徑向縮回 的基本位置起徑向向外發(fā)生變形并超過滑動表面移位，其中它被壓緊在活 塞移動表面上。此處它一般在其圓周方向上伸長。在占住的密封位置上它 保證了在兩個工作腔室之間的可靠的氣體密封，因此實際上不再產(chǎn)生泄 漏。因此可以使驅(qū)動活塞在它取決于使用情況以高的調(diào)整力施加的位置上 可靠地固定住，而并沒有連續(xù)地將壓縮空氣補(bǔ)充供給到對調(diào)整力來說責(zé)任 重大的工作腔室里。
因為活塞密封件的密封功能取決于壓力，因此產(chǎn)生 一種動態(tài)的系統(tǒng)， 它自動地適應(yīng)于相應(yīng)的條件。活塞密封件總是當(dāng)由于機(jī)械阻力的升高，該 加載腔室里的壓力達(dá)到預(yù)先規(guī)定的激活壓力時才移位至密封位置中。激活 壓力的大小尤其是可以通過活塞密封件的結(jié)構(gòu)和/或材料選擇來施加影響。盡管并不很重要，但人們通過將處于密封位置上的活塞密封件壓緊在 活塞移動表面上也就達(dá)到一種夾緊效果，通過該效杲使驅(qū)動活塞附帶用機(jī) 械方法相對于驅(qū)動外殼固定住，并且并不僅僅通過軸向作用在它上面的流 體的調(diào)整力。本實用新型的有利的改進(jìn)方案見下文。對于活塞密封件來說它優(yōu)選是指一種彈性塑料物體。 一種軟彈性并不是前提條件，然而是有利的。優(yōu)選使用一種彈性體材料。有利的是活塞 密封件裝在驅(qū)動活塞的間隙狀的中間腔里。因此可以通過從徑向里面起作 用于活塞密封件上的激活壓力使該活塞密封件附帶地軸向在中間腔的側(cè) 面之間夾緊。這以特別可靠的方式阻礙了位于密封位置上的活塞密封件發(fā) 生環(huán)流。引起加栽腔室流體加栽的機(jī)構(gòu)在驅(qū)動活塞的 一 種特另'J簡單的結(jié)構(gòu)形 式中這樣來設(shè)計，使該加載腔室通過總是敞開著的連接機(jī)構(gòu)與配合的工作 腔室連接。在工作腔室里的壓力此處分別同時也是加載腔室里的壓力。此 處加載腔室例如可以是在驅(qū)動活塞內(nèi)部的基本封閉的腔室，它通過 一 個或 多個貫穿驅(qū)動活塞的連接通道與鄰接的工作腔室相連。在另一種備選的實 施方式中驅(qū)動活塞設(shè)有向著驅(qū)動活塞的端面敞開的軸向凹坑，它直接自身 就構(gòu)成了加載腔室或者與加載腔室連接。在這種上述的結(jié)構(gòu)形式中加載腔室中壓力的建立直接由于在與之相 連的工作腔室中壓力的建立而引起，當(dāng)驅(qū)動活塞不能繼續(xù)運動時發(fā)生這種 壓力建立，不管是通過達(dá)到由線性驅(qū)動裝置所規(guī)定的終端位置還是由外界 物體體所規(guī)定的位置。該穿過在滑動表面和活塞移動表面之間的環(huán)形間隙可能有的泄漏對于在施加壓縮空氣的工作腔室里的壓力建立只是最小地 施加影響，因此在短時間之后達(dá)到對于活塞密封件移位至密封位置上來說需要的激活壓力。在一種備選的實施方式中驅(qū)動活塞設(shè)有閥門機(jī)構(gòu)，它中間接入在加載 腔室和工作腔室之間并且它引起對加載腔室的一種取決于線性驅(qū)動裝置 的當(dāng)前工作狀態(tài)的加載
閥門機(jī)構(gòu)尤其包含進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)，它們只有當(dāng)在工作腔室里的壓力超 過了使驅(qū)動活塞移動所必需的移動壓力時，才允許空氣從施加壓縮空氣的 工作腔室流入到所配合的加載腔室里。只有當(dāng)工作腔室里的壓力升高到激 活壓力時，尤其是才使空氣中止流入。相應(yīng)的進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)尤其可以包含有至少一個單向閥，它在其關(guān)閉位 置上預(yù)張緊，因此它只是在達(dá)到所要求的壓力值時才打開。在向加載腔室這樣有控制地輸入壓縮空氣時可以很可靠地保證活塞 密封件并不提前地轉(zhuǎn)入密封位置。尤其可以引起一種從基本位置至密封位 置的突然的變形。如果也有平行設(shè)置的排氣間門機(jī)構(gòu)，這些閥門機(jī)構(gòu)可以使加載腔室當(dāng) 配屬的工作腔室被放氣-尤其是為了使驅(qū)動活塞運動反向-實現(xiàn)卸壓，與進(jìn) 氣閥門機(jī)構(gòu)相結(jié)合是有利的。因為活塞密封件的變形是可逆的，因此在對 其徑向加栽的壓力降低時該密封件又退回至基本位置。排氣閥門機(jī)構(gòu)也可以通過至少 一 個單向閥來實現(xiàn)。上述措施可以是雙倍的，尤其是對稱的，以便能夠在兩個運動方向時 結(jié)合雙作用線性驅(qū)動裝置實現(xiàn)所述的功能。


以下按照附圖對本實用新型詳加敘述。附圖所示為 圖1是優(yōu)選第 一 結(jié)構(gòu)形式的按照本實用新型的線'性驅(qū)動當(dāng)活塞密封件 位于基本位置上時的縱向剖視簡圖；圖2是圖1所示裝置按n-n剖面線的橫截面圖；圖3是圖1所示的裝置的相當(dāng)于圖2的橫截面圖，當(dāng)然此時活塞密封 件移位至密封位置時。
具體實施方式
對于附圖所示的總體上用附圖標(biāo)記標(biāo)注的氣動線性驅(qū)動裝置來說是 指一種氣動氣缸，其具有由缸筒外殼構(gòu)成的長的驅(qū)動外殼2和位于里面可 以在縱向方向上線性移動地設(shè)置的驅(qū)動活塞3,后者與用于傳力的從驅(qū)動 外殼2里伸出來的活塞桿4連接。與該實施例不同，本實用新型也可以應(yīng)用于其它種類的氣動線性驅(qū)動 裝置上。這里尤其是考慮無活塞桿的線性驅(qū)動裝置，例如在驅(qū)動活塞3和
與該活塞驅(qū)動連接的夂卜部從動部件之間具有非接觸式的磁性耦合的線,性 驅(qū)動裝置。驅(qū)動外殼2如上所述具有帶縱軸線5的長形結(jié)構(gòu)，該縱軸線優(yōu)選地同 時構(gòu)成了整個線性驅(qū)動裝置1的^U由線。在驅(qū)動裝置外殼2內(nèi)部有一個在 縱軸線5方向上延伸的、具有優(yōu)選為圓柱形結(jié)構(gòu)形狀的活塞接收腔6。示 例性地規(guī)定了 一種圓形橫截面。驅(qū)動外殼2的在周邊處限制住活塞接收腔6的圓周壁7用其內(nèi)表面構(gòu) 成了用于所述驅(qū)動活塞3的圓柱形的活塞移動表面8。在其兩個端面上， 該活塞接收腔6各通過驅(qū)動外殼2的一個終端壁12, 13封閉住。至少一 個終端壁滑動移動地被活塞桿4穿過，其內(nèi)部終端段14固定在驅(qū)動活塞3 上，而且其軸向移出驅(qū)動外殼2之外的外部終端段15用于傳力。在外部 終端段15上例如可以固定只是簡化示出的要推移的物體16。設(shè)于外部終 端段15上的緊固機(jī)構(gòu)在圖中未詳細(xì)示出。驅(qū)動活塞3具有剛性的活塞基體17,在該基體上固定住了活塞桿4 的內(nèi)端部段14?；钊w17可以如在實施例中那樣是整體的或者由多個 以^壬意方式相互連4妄的組件組成?；钊w17具有一種與活塞接收腔6的內(nèi)輪廓對應(yīng)互補(bǔ)的外輪廓， 它具有略小的直徑或橫截面，因此它用最小的徑向間隙布置在活塞接收腔 6里。這種徑向間隙構(gòu)成了一種用眼晴不能見到的移動間隙18，該間隙可 以使驅(qū)動活塞3在活塞接收腔6里在縱軸線5方向上實現(xiàn)極少摩擦的滑動。 活塞的外表面在此構(gòu)成一種優(yōu)選為圓柱形的滑動表面22,所述活塞利用該 表面可以沿著所述活塞移動表面8滑動，以便在一個或另一個方向上實現(xiàn) 一種與縱軸線5同樣指向的移動運動23。移動間隙18的寬度與空氣間隙沒有什么不同，其大小例如為5)im。一種類似的用于更好地區(qū)分的稱作運動間隙24的空氣間隙在活塞桿 4的外圓周和被活塞桿4穿過的終端壁12的通孔25的內(nèi)圓周之間。若驅(qū)動活塞3實施一種移動運動23,那么在由驅(qū)動活塞3和活塞桿4 所組成的運動單元26和驅(qū)動外殼2之間不存在與軟材料的接觸。運動單 元26實際上是浮動的，以由空氣間隙18, 24所規(guī)定的徑向間隙線性可移 動地支承在驅(qū)動外殼2里。為了引起移動運動23,給在其中通過驅(qū)動活塞3將活塞接收腔6分成 了兩個工作腔室27, 28中的一個或另一個施加上壓縮空氣、并同時使對
應(yīng)的另一個工作腔室28, 27排氣。為了對此必需的有控制地供給和排出 壓縮空氣，穿過驅(qū)動外殼2殼壁的本身的控制通道32, 33通入到相應(yīng)的 工作腔室27, 28里。所述兩個終端壁12, 13中的每一個示例地都由控制 通道32, 33中的一個穿過。若對工作腔室27或28中的一個施加上壓縮空氣、并同時使另一個工 作腔室放氣，那么由此引起的壓差造成驅(qū)動活塞3朝排氣工作腔室的方向 的移動。此處由于在移動間隙18部位里沒有密封，因此在所述兩個工作 腔室27, 28之間少量地發(fā)生了可以稱作為泄漏的壓縮空氣串漏。這是可 以容忍的，尤其是由于小的摩擦一般有 一種相對高的移動速度。在移動運動23過程中，由于存在移動間隙18而使摩擦特別小，而通 過特殊的措施則保證了 在驅(qū)動活塞3達(dá)到由于阻力而引起的終端位置時， 所述兩個工作腔室27, 28在移動間隙〗8部位里氣密地相互分隔開,，對于 該終端位置來說，可以是圖1中點劃線所示的行程終端位置34,它按照如 下方法來規(guī)定驅(qū)動活塞3在其移動運動時與固定于外殼上的止擋面35 相接觸，這個止擋面例如由終端壁12, 13的軸向面向活塞的內(nèi)表面構(gòu)成。 但當(dāng)驅(qū)動活塞3在到達(dá)原則上可能有的行程終端位置之前由于阻力而停下 時，則也有一種按所述意義上的終端位置，例如通過如下方法實現(xiàn)將要 被它操縱的物體16先設(shè)置于所希望的位置上、或者它與外部物體相接觸。 這個也可稱作為中間終端位置的終端位置是一種動態(tài)的終端位置，它實際 上可以出現(xiàn)于驅(qū)動活塞3的每個軸向位置上，就是說取決于相應(yīng)的應(yīng)用情 況。對于移動間隙8的密封負(fù)有重大責(zé)任的是在本實施例中的兩個彈性 可變形的活塞密封件36, 37,驅(qū)動活塞3裝備有該密封件。這兩個活塞密 封件36, 37中的一個還是另一個對于移動間隙18的靜力密封是負(fù)有重大 責(zé)任的，這取決于此驅(qū)動活塞3在哪個方向上在到達(dá)終端位置之前已被 移動了。若是線性驅(qū)動裝置不設(shè)計成雙作用工作氣缸，而是按所謂單作用 原理，此時驅(qū)動活塞3的移動運動23只是在一個方向上由施加壓縮空氣 而引起，那就可以不用第二活塞密封件。此外還要提到與實施例不同地 每個移動方向可以存在有多個活塞密封件。這兩個在實施例中存在的活塞密封件36， 37構(gòu)成了兩個流體上相互 并不連接的分開的加載腔室38, 39的在徑向上位于外面的分界壁，所述 加載腔室更適宜地位于活塞基體17的內(nèi)部。在該實施例中這兩個加載腔
室38, 39分別是盤狀扁平的環(huán)腔，它們的徑向位于內(nèi)部的分界壁由活塞 桿4的內(nèi)端部14構(gòu)成。然而不必將活塞桿4用來實現(xiàn)加載腔室38, 39的 分界。這些腔室也可以直接由活塞基體17來分界。每個活塞密封件36, 37更適宜i也位于基體17的間隙狀中間腔42， 43 里，其中每個中間腔42, 43的擴(kuò)展平面與縱軸線5成直角地布置。這兩 個中間腔42， 43軸向相互間隔地布置。所述徑向上在同軸地裝入在配屬 的中間腔42, 43里的活塞密封件36, 37之內(nèi)所構(gòu)成的中間腔42, 43部 段構(gòu)成了所屬的加載腔室38， 39。對于間隙狀的中間腔42， 43來說，尤其是指一種環(huán)形間隙?；钊芊饧?6, 37布置在驅(qū)動活塞3的外圓周部位里，也就是說它 們位于滑動表面22的部位里。每個活塞密封件36, 37的外圓周在未加載 狀態(tài)下小于滑動表面22的圓周。用"外圓周"和"圓周"分別指在圓周 方向上所測得的延伸部段。由于在圓周長度上這種相當(dāng)大的差別，活塞密封件36, 37在被它們 分界的加載腔室38, 39無壓力狀態(tài)下就占有圖2所示的基本位置，在該 位置上活塞密封件相比于滑動表面22徑向縮回了 。該面向活塞移動表面8 的、位于外面的環(huán)形密封面44相對于滑動表面22來說微小地徑向沉下， 從而不管在運動單元26和驅(qū)動外殼2之間存在徑向間隙而可以阻止在活 塞密封件36, 37和活塞移動表面8之間產(chǎn)生接觸?；瑒颖砻?2徑向略微 超出于環(huán)形的密封表面44?？梢酝ㄟ^使活塞密封件36， 37以一定的軸向預(yù)緊力裝在中間腔42, 43里來規(guī)定活塞密封件36, 37在基本位置上相對于活塞基體17所占住的 相對位置。這里更為適宜地有一種同軸的布置。當(dāng)然原則上也可以考慮只 是微小地徑向支撐住活塞密封件36, 37,從而使它以某種方式相對于活塞 基體17徑向浮動地固定住，并可以自動地相對于活塞移動表面8對準(zhǔn)。也可以設(shè)有相對于活塞基體17位置固定的穩(wěn)定機(jī)構(gòu)45，它們使活塞 密封件36， 37在占據(jù)著基本位置時同軸地相對于縱軸線5進(jìn)行定中心。 這里例如可以指在圖2和3中以點劃線所表示的突起，這些突起嵌入到被 活塞密封件36， 37所限定住的環(huán)形腔里，并在這些突起上該活塞密封件 36， 37可以用其與環(huán)形密封面44徑向?qū)α⒌膬?nèi)圓周面46支撐住?；钊芊饧?6, 37由一種具有足夠彈性的材料制成，以便可以實現(xiàn) 彈性擴(kuò)張和與此相聯(lián)系的徑向指向外部的變形，此時活塞密封件36, 37
從徑向里面起受到某種氣動壓力?；钊芊饧?6， 37優(yōu)選由一種彈性體 材料或另 一種塑料材料制成。通過所述向著滑動表面22方向敞開的間隙狀中間腔42, 43將滑動表 面22分成多個軸向相互緊隨著的滑動表面段。每個活塞密封件36， 37在 此處軸向在兩側(cè)各有一個這種圓柱形的滑動表面段置于側(cè)面。當(dāng)活塞密封件36, 37位于基本位置上時移動間隙18沒有密封，而活 塞密封件36, 37則可以通過從徑向內(nèi)部起所進(jìn)行的壓縮空氣的施加而徑 向向外發(fā)生變形，從而使它在占有密封位置時在預(yù)緊力作用下貼靠在活塞 移動表面8上。它用該具有環(huán)形密封表面44的外圓周部段徑向向外從所 屬的中間腔42, 43里移出來，并微小地在徑向方向上超過滑動表面22上。 在圖3中說明了在占有密封位置時的狀態(tài)。那里可以良好地見到在環(huán)形密 封面44和活塞移動表面8之間緊密的密封接觸。在處于這種密封位置時就阻止了穿過空氣間隙18的在這兩個工作腔 室27, 28之間的漏氣?；钊芊饧?6， 37穿過中間腔42， 43的環(huán)流尤其通過如下方法來阻 止徑向向外加載的活塞密封件36, 37由于其支撐在活塞移動表面8上， 因而根據(jù)擴(kuò)寬在縱軸線5的方向上也就有一種變形，從而使該活塞密封件 在加強(qiáng)密封的作用下貼靠在所配屬的中間腔42, 43的側(cè)面的置于該密封 件兩側(cè)的部段上。設(shè)有機(jī)構(gòu)，通過這些機(jī)構(gòu)可以從所述在線性驅(qū)動裝置當(dāng)前的工作狀 態(tài)下施加壓縮空氣的工作腔室27或28里將壓縮空氣供給一個相應(yīng)的加栽 腔室38， 39，從而使活塞密封件從其之前還占有的基本位置變形到密封位 置上，此時在加載腔室38 ， 39里的壓力升高到預(yù)定激活壓力 (Aktivierungsdruck )，該壓力大于只用于移動驅(qū)動活塞3所必需的移動壓 力。由于系統(tǒng)的動力性.在該施加壓縮空氣的工作腔室里只是當(dāng)驅(qū)動活塞 3遇到阻力并且不再能或者至少不再能不受限制地繼續(xù)運動時，也就是說， 它到達(dá)了上面所述的終端位置中的一個，那么才建立起完全的、由壓力源 提供的工作壓力。 一直到這個時刻在施加壓縮空氣的工作腔室里產(chǎn)生相比 于工作壓力來說減小的壓力，因為該壓力引起移動運動23,因此應(yīng)該稱作 移動壓力。在實施例中第一加載腔室38與第一工作腔室27處于流體連接，而另
外的第二加載腔室39與第二工作腔室28處于流體連接。這種流體連接通 過一個或多個貫穿活塞基體]7的連接通道38a, 38b, 39a， 39b來實現(xiàn)。 在這些上述連接通道的走向中分別接入了裝在驅(qū)動活塞3里并因此與其一 起運動的閥門機(jī)構(gòu)47， 48，它控制流體的通過并引起一種取決于線性驅(qū)動 裝置的當(dāng)前工作狀態(tài)的對分別配屬的加載腔室38， 39的加載。閥門才幾構(gòu)47, 48包舍4妄入在至少一個連接通道38a， 39a的走向里的 進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)52， 53,它們只是當(dāng)在用壓縮空氣加栽的工作腔室里的壓力 超過移動壓力一定大小時，才允許從該用壓縮空氣加載的工作腔室27, 28 里使空氣流入到配屬的加栽腔室38， 39里。通過使用一種單向閥54就可 以很簡單而可靠地實現(xiàn)這種閥門功能，該單向閥只是在工作腔室和加載腔 室之間達(dá)到確定的壓差時才開啟并允許對加載腔室供氣，而在相反方向上 它則完全鎖閉。在至少另外一個連接通道38b， 39b里更適宜地接入了相關(guān)閥門機(jī)構(gòu) 47， 48的排氣閥門機(jī)構(gòu)55, 56,它們阻止壓縮空氣流入加載腔室38, 39 里，然而可以流出至連接的工作腔室27， 28里，此時有足夠大的壓差， 這取決于由于所連接工作腔室27, 28的放氣而在這工作腔室里所形成的 壓力降。排氣閥門機(jī)構(gòu)55, 56也更適宜地設(shè)計成單向閥57,其閉塞方向然而 與進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)52， 53的單向閥54的閉塞方向相反。以下根據(jù)實施例對本實用新型的作用原理詳細(xì)說明?？梢哉J(rèn)為運動單元26處于完全駛?cè)霠顟B(tài)，其中驅(qū)動活塞3位于其 在圖1左面的終端位置上。兩個工作腔室27， 28以及兩個加載腔室38, 39都首先是無壓的。為使運動單元26向右運動， 一直到驅(qū)動活塞3到達(dá)圖1所示的行程 終端位置34,將處于規(guī)定工作壓力下的壓縮空氣輸入第一工作腔室27里， 其中同時使第二工作腔室28放氣。與之有關(guān)的控制由一個未詳細(xì)示出的 控制閥門機(jī)構(gòu)來進(jìn)行。因為驅(qū)動活塞3沒有受到明顯的阻力，它就在移出方向上實施一種移 動運動23，其中它通過輸入在第一工作腔室27里的壓縮空氣被推向前面。 它同時將位于第二工作腔室28里的空氣經(jīng)配屬于該工作腔室的控制通道 33推出。因為加載腔室38， 39里有比激活壓力較低的壓力，尤其是大氣 壓力，因此活塞密封件36, 37處于其基本位置上。進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)52在這 種階段下阻止壓縮空氣流入到第一加載腔室38里，其方法是它們具有相 應(yīng)高的動作閾值，或者，當(dāng)它們是可調(diào)整的，就調(diào)定到對應(yīng)高的動作閾值。因為排氣閥門機(jī)構(gòu)55反正在一種有利于第 一工作腔室27的較高的壓 力差時閉塞，它們也就不可能將壓縮空氣輸入到第一加載腔室38里。若驅(qū)動活塞3到達(dá)了行程終端位置34,該在第一工作腔室27里的壓 力就一直升高到工作壓力的大小。在這種升壓時在某一時刻達(dá)到了進(jìn)氣閥 門機(jī)構(gòu)52的動作閾值，該機(jī)構(gòu)就開通進(jìn)氣通路使壓縮空氣流入第一加載 腔室38里，而壓縮空氣就從第一工作腔室27流入第一加載腔室38里。動作闊值可以相當(dāng)于工作壓力。它當(dāng)然優(yōu)選位于工作壓力和移動壓力 之間。由于進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)52打開了 ，這就可以在連接的第一加載腔室38里 建立起過壓，它在短時間之后就達(dá)到激活壓力，通過該壓力使配屬的活塞 密封件36變形至密封位置?？梢赃@樣來規(guī)定進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)52的動作閾值， 使它相當(dāng)于激活壓力。若在第一工作腔室27里的壓力升高至工作壓力， 那么用于使活塞密封件36活化的壓縮空氣就可以流入第一加載腔室38 里，此時該在第一工作腔室27里的壓力值相當(dāng)于激活壓力。通過壓縮空氣的有控制地輸入就保證了活塞密封件36以清楚規(guī)定 的方式被操縱并且不發(fā)生提前的活化，例如在輸入的壓縮空氣有壓力波動 時。通過該在占有行程終端位置3 4時處于密封位置上的活塞密封件3 6使 第一工作腔室27密封鎖閉，從而可以將一個恒定大小的流體止動力作用 于驅(qū)動活塞3上，用該力可以將驅(qū)動活塞3向著止擋面35壓緊。若驅(qū)動活塞3在到達(dá)其最大可能的行程終端位置34之前就由于一個 阻力而在移動運動中停下，例如由于達(dá)到通過它要移動的物體16的終端 位置，就產(chǎn)生一種類似的功能。因此很顯然，這里是指一種動態(tài)可活化的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中可以在驅(qū) 動活塞3的整個最大可能的移動行程內(nèi)使密封功能無級地活化。另外一個 優(yōu)點是自動地活化，而不需要專門的傳感裝置或者電控的閥l'，機(jī)構(gòu)。為了取消活塞密封件36的密封功能，只要使第一工作腔室27經(jīng)過控 制通道32放氣就可以了。由此引起的壓力降低導(dǎo)致了有利于第一加載腔 室38的壓力差，因此該設(shè)定到相應(yīng)低的動作閾值的排氣閥門機(jī)構(gòu)55就通 過配屬的連接通道38b使流體通道開通并使壓縮空氣可以從第一加載腔室 38流出至第一工作腔室37里。因為在第一加載腔室38里的壓力因此又降 到激活壓力之下，因此彈性的活塞密封件36由于其可逆的變形性能而自 動地返回基本位置上。通過對第二工作腔室28的加載，運動單元26則可以產(chǎn)生一種駛?cè)脒\ 動， 一直到達(dá)驅(qū)動活塞3的駛?cè)氲男谐探K端位置。此時關(guān)于配合于第二加 載腔室39的活塞密封件37來說發(fā)生同樣的過程，如上根據(jù)，另一個活塞 密封件36所描述的那樣，配屬于第二加載腔室39的進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)53和 排氣閥門機(jī)構(gòu)56的功能與上面所述的相同。驅(qū)動活塞3因此包含兩個取決于壓力的密封單元58, 59,它們各包含 一個配合有活塞密封件36或者說37的加載腔室38, 39。這些密封單元 58， 59與不同的工作腔室27， 28合作。線性驅(qū)動裝置當(dāng)然也可以這樣來 設(shè)計，以至于只有一個密封單位，它只是對一個工作腔室的壓力加載有反 應(yīng)。也可以在保留唯一密封單元的情況下設(shè)有多個分別配有一個活塞密 封件的加載腔室，它們與相同的工作腔室連通。按此方式可以實現(xiàn)一種多 重密封效果。在另外一種備選的結(jié)構(gòu)形式中設(shè)有一種在至少一個加載腔室38和配 屬于該腔室的工作腔室27之間總是敞開的連接機(jī)構(gòu)。如果連接通道38a, 38b， 39a, 39b并不配有閥門機(jī)構(gòu)47， 48,那么在實施例中就是一種這樣 的結(jié)構(gòu)形式。加載腔室也可以備選地是越過其整個橫截面向著驅(qū)動活塞3 的端面方向敞開的活塞凹槽。在上述這種實施形式中，當(dāng)前在加栽腔室里的空氣壓力總是與所連接 的工作腔室中的壓力相同。因此這種系統(tǒng)對于壓力波動更容易出問題。但 仍然也可以按此方式可靠地實現(xiàn)按照本實用新型的功能。
權(quán)利要求1. 氣動線性驅(qū)動裝置，具有一驅(qū)動外殼(2)，其中有至少一個限定了一活塞移動表面(8)的活塞接收腔(6)，該活塞接收腔被一位于其中的驅(qū)動活塞(3)在軸向上分成兩個工作腔室(27，28)，其中驅(qū)動活塞(3)在其外圓周部位里具有至少一個彈性可變形的環(huán)形活塞密封件(36，37)，該活塞密封件可以密封地貼靠在活塞移動表面(8)上，以阻止在所述兩個工作腔室(27，28)之間的空氣串漏，而且所述工作腔室(27，28)中的至少一個工作腔室可以用壓縮空氣加載，以便使驅(qū)動活塞(3)引起一種線性的移動(23)，在該移動時它用一布置在其外圓周上的滑動表面(22)在活塞移動表面(8)上沿著滑動，其特征在于，所述活塞密封件(36，37)構(gòu)成了一配合于驅(qū)動活塞(3)的加載腔室(38，39)的在徑向上位于外部的分界壁，并在該加載腔室(38，39)處于無壓狀態(tài)時占據(jù)一基本位置，在該基本位置上所述加載腔室由于相對于滑動表面(22)來說較小的外圓周而相比于滑動表面(22)在徑向上縮回了，而且設(shè)有機(jī)構(gòu)(38a，38b，39a，39b，47，48)，通過這些機(jī)構(gòu)從當(dāng)前用壓縮空氣加載的工作腔室(27，28)里可以將壓縮空氣供給加載腔室(38，39)，從而在加載腔室(38，39)里的壓力升高到對于要移動驅(qū)動活塞(3)所必需的移動壓力來說更高的激活壓力時，使活塞密封件(36，37)從其基本位置上徑向向外變形至在預(yù)緊作用下貼靠在活塞移動表面(8)上的密封位置上。
2. 按權(quán)利要求所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述活塞密封 件(36,37)是一種彈性的塑料物體。
3. 按權(quán)利要求2所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述活塞密封 件(36,37)是一種彈性體。
4. 按權(quán)利要求1至3中之一所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所 述活塞密封件(36,37)裝在驅(qū)動活塞(3)的一間隙狀的中間腔里，該中間腔適 宜地也構(gòu)成了所述加載腔室(38,39)。
5. 按權(quán)利要求4所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述間隙狀中 間腔(42,43)是環(huán)形間隙，
6. 按權(quán)利要求1至3中之一所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所 述活塞密封件(36,37)在軸向上在兩側(cè)各有滑動表面(22)的一個部段置于側(cè) 面。
7. 按權(quán)利要求1至3中之一所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所 述加載腔室(38,39)通過一總是敞開的連接機(jī)構(gòu)與配合的工作腔室(27,28)連 接。
8. 按權(quán)利要求7所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述總是敞開的連接機(jī)構(gòu)通過一個或多個布置在驅(qū)動活塞里的連接通道(38a,38b，39a, 39b)來實3見。
9. 按權(quán)利要求1所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述加載腔室 (38,39)在中間接入一位于驅(qū)動活塞(3)邊緣上的閥門機(jī)構(gòu)(47，48)的情況下 與所配屬的工作腔(27,28)相連接，其中閥門機(jī)構(gòu)(47，48)引起了對于配屬的 加載腔室(38,39)的一種取決于線性驅(qū)動裝置當(dāng)前的工作狀態(tài)的加載。
10. 按權(quán)利要求9所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述閥門機(jī)構(gòu) (47，48)包含有進(jìn)氣閥門機(jī)構(gòu)(52,53),當(dāng)工作腔室(27,28)里的壓力超過移動 壓力時，才允許從施加壓縮空氣的工作腔室(27,28)里使空氣流入到配屬的 加載腔室(38,39)里。
11. 按權(quán)利要求9或10所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述閥 門機(jī)構(gòu)(47,48)包含有排氣閥門機(jī)構(gòu)(55,56),該排氣閥門機(jī)構(gòu)在所配屬的工 作腔室(27，28)里存在規(guī)定的壓力降時就可以使壓縮空氣從加載腔室(38,39) 里流出至該工作腔室(27.28)里。
12. 按權(quán)利要求9或10所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述閥 門機(jī)構(gòu)(47,48)包含至少 一個單向閥(54,57)用于控制空氣流動。
13. 按權(quán)利要求11所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所述閥門機(jī) 構(gòu)(47,48)包含至少一個單向閥(54,57)用于控制空氣流動。
14. 按權(quán)利要求1至3中之一所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所 述驅(qū)動活塞(3)具有兩個相互獨立地取決于壓力工作的密封單元(58，59),它 們各自包含至少一個具有配屬的活塞密封件(36,37)的加載腔室(38,39)，其 中所述一個加載腔室(38)與所述一個工作腔室(27)連接，而另一個加載腔室 (39)則與另 一個工作腔室(28)連接。
15. 按權(quán)利要求至3中之一所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，所 述驅(qū)動活塞(3)具有一活塞基體(17)，它承載著所述至少一個活塞密封件 (36,37),并在該活塞基體里形成所迷至少一個加載腔室(38,39)。
16. 按權(quán)利要求1至3中之一所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于一種 設(shè)計成氣動氣缸的結(jié)構(gòu)，它具有一與驅(qū)動活塞(3)運動耦聯(lián)的活塞桿(4),該 活塞桿滑動移動地穿過驅(qū)動外殼(2)。
17. 按權(quán)利要求16所述的線性驅(qū)動裝置，其特征在于，在活塞桿(4) 和被該活塞桿穿過的、在驅(qū)動外殼(2)的終端壁(12)里的通孔(25)之間存在 一空氣間隙。
專利摘要本實用新型建議了一種氣動線性驅(qū)動裝置，它具有可以在活塞接收腔(6)里移動的驅(qū)動活塞(3)。布置在驅(qū)動活塞(3)外圓周上的滑動表面(22)可以在移動運動時在由活塞接收腔(6)所限定的活塞移動表面(8)上沿著滑動。至少一個徑向可變形的活塞密封件(36，37)在其基本位置上占有相比于滑動表面(22)縮回的位置，因此它并不與活塞移動表面(8)接觸。若驅(qū)動活塞(3)遇到阻力，那么在由活塞密封件(36，37)圍繞限定的加載腔室(38，39)里的壓力就升高，從而使活塞密封(36，37)徑向變形并密封地向著活塞移動表面(8)壓緊。
文檔編號F15B15/00GK201080934SQ200720139620
公開日2008年7月2日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月14日
發(fā)明者H·哈拉馬, J·阿布特 申請人:費斯托合資公司