DE202005020365U1 - Pressure-medium-operated working cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized state - Google Patents

Abstract

Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand, der ein druckabhängiges Sperrsystem mit zwei Sperrelementen mit Zahnkränzen aufweist, wobei ein Sperrelement feststehend ist und die beiden Zahnkränze eine den ersten Zahnkranz hemmende, formschlüssige oder kraftschlüssige Koppelung bilden, die über einen Kugelgewindetrieb mit einem Kolben an einer Kolbenstange zusammenwirken sowie alle erforderlichen Kanäle für die Zuführung und den Ablauf eines Fluids sowie Ventile zur Steuerung dessen im Bodenteil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Ablaufkanal für ein Fluid aus einem Kolbenraum (31) ein vorgespanntes Drosselventil (38) angeordnet ist, dessen Vorspannung in Abhängigkeit von der auf eine Kolbenstange (4) einwirkenden Kraft so groß gewählt wird, dass das Fluid aus einem Sperrkolbenraum (23) des Sperrsystems wesentlich schneller abströmt als aus dem Kolbenraum (31).Fluid operated Working cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized state, the one pressure-dependent Locking system comprising two locking elements with sprockets, wherein a locking element is stationary and the two sprockets a the first sprocket inhibitory, positive or frictional Make coupling that over a ball screw cooperate with a piston on a piston rod as well as all required channels for the feeder and the flow of a fluid and valves for controlling the bottom part are arranged, characterized in that in the flow channel for a fluid from a piston chamber (31) arranged a biased throttle valve (38) is whose bias depends on of the force acting on a piston rod (4) is chosen so large that the fluid from a locking piston space (23) of the locking system substantially flows faster as from the piston chamber (31).

Description

Die Erfindung bezeichnet einen Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung für den Einsatz in hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Mechanismen, deren Bewegung bei Ausfall der Druckenergie durch ein mechanisch wirkendes Sperrsystem im Arbeitszylinder blockiert ist.The Invention refers to a working cylinder with mechanical path blocking for the Use in hydraulically or pneumatically operated mechanisms, their movement in case of failure of the pressure energy by a mechanical acting blocking system is blocked in the working cylinder.

Bekannt sind mechanische Sperrsysteme für Arbeitszylinder, die durch eine form- oder kraftschlüssige Blockierung der Bewegung der Kolbenstange wirken, wobei Systeme mit kraftschlüssiger Blockierung überwiegen. Beispielsweise werden dabei Reibkörper durch Federkräfte auf den inneren oder auch äußeren Mantel der Kolbenstange, oder auch inneren Mantel des Arbeitszylinderrohrs gepresst, um mittels des erzielten Reibschlusses die Bewegung der unter axialer Last stehenden Kolbenstange zu verhindern bzw. zu blockieren.Known are mechanical locking systems for working cylinders, by a positive or non-positive blocking the movement the piston rod act, with systems prevail with positive locking. For example, thereby friction body by spring forces the inner or outer jacket the piston rod, or inner shell of the working cylinder tube Pressed to the means of the achieved frictional engagement, the movement of the under axial load standing piston rod to prevent or to To block.

Die Druckschrift DE 38 07 669 C2 offenbart einen stufenlos verstellbaren Arbeitszylinder mit einer mechanischen Sperreinrichtung, der in der Lage ist, seine Position unter Last in beliebiger Zwischenstellung zuverlässig zu halten. Erzielt wird diese Wirkung mittels einer hohlen Kolbenstange mit einer Innenprofilierung, in der eine verschiebbare, axial federbelastete Stange mit einem Kugelumlaufkanal mit Kugeln, die in die Profilierung der Kolbenstange eingreifen, angeordnet ist. Die Stange ist mit einem Betätigungskolben in einem Betätigungszylinder verbunden, der die Stange bei Druckbeaufschlagung mit dem Druckmedium des Arbeitszylinders so verschiebt, dass die Kugeln ungehindert umlaufen können und im Falle des Druckabfalls in Sperrstellung gebracht werden, somit die Kolbenstange an der weiteren Bewegung gehindert ist.The publication DE 38 07 669 C2 discloses a continuously variable power cylinder with a mechanical locking device that is able to reliably hold its position under load in any intermediate position. This effect is achieved by means of a hollow piston rod with an inner profiling, in which a displaceable, axially spring-loaded rod with a ball circulation channel with balls, which engage in the profiling of the piston rod, is arranged. The rod is connected to an actuating piston in an actuating cylinder, which shifts the rod when pressurized with the pressure medium of the working cylinder so that the balls can rotate freely and are brought in the event of pressure drop in the locked position, thus preventing the piston rod from further movement.

Andere bekannte Lösungen zum verhindern von Bewegungen benutzen Klemmköpfe, die auf die Kolbenstange des Arbeitszylinders einwirken.Other known solutions To prevent movements use clamping heads, which on the piston rod of the working cylinder.

Beispiele hierfür finden sich in den Druckschriften DE 35 10 643 A1 und DE 38 11 225 C2 .Examples of this can be found in the publications DE 35 10 643 A1 and DE 38 11 225 C2 ,

Es werden danach Klemmköpfe als externe Baueinheiten mit einem Arbeitszylinder gekoppelt, die mittels von Aussen auf angreifendem Klemmelement mit schräger Führungsfläche, das von einem mittels Servokolben verschiebbaren, unter Federvorspannung stehendem Spannelement betätigt wird, die Kolbenstange bei Ausfall des Drucks eines Mediums fixieren.It then become clamping heads as external units coupled with a working cylinder, the by means of externally acting on clamping element with oblique guide surface, the from a displaceable by means of servo piston, under spring preload actuated stationary clamping element is to fix the piston rod in case of failure of the pressure of a medium.

Eine auf dem gleichen Prinzip beruhende Vorrichtung zur Klemmung einer axial bewegten Stange wird ebenfalls in der Druckschrift DE 37 07 046 A1 offenbart. Hierbei erfolgt die Klemmung mittels einer Klemmhülse mit Aussenkonus, auf den der Innenkonus eines unter Federvorspannung stehenden Kolbens wirkt.A based on the same principle device for clamping an axially moving rod is also in the document DE 37 07 046 A1 disclosed. Here, the clamping takes place by means of a clamping sleeve with outer cone, on which the inner cone of a piston under spring tension acts.

Einen Arbeitszylinder mit hohler Kolbenstange, deren Sperrfläche im Inneren angeordnet ist, wird in der Druckschrift DE 33 07 644 A1 beschrieben. In die hohle Kolbenstange ist eine Vorrichtung zur kraftschlüssigen Klemmung eingebaut, wobei Klemmsegmente mit Reibbelägen an einem Stützrohr durch einen Konus an einer Betätigungsstange, die mit einem Steuerkolben in einem Steuerzylinder verbunden und über eine Feder in die Klemmstellung vorgespannt ist, zur Blockierung gegen die Innenwand der Kolbenstange gepresst werden.A working cylinder with a hollow piston rod, the blocking surface is arranged inside, is in the document DE 33 07 644 A1 described. In the hollow piston rod, a device for frictional clamping is installed, wherein clamping segments with friction linings on a support tube by a cone on an actuating rod which is connected to a control piston in a control cylinder and biased by a spring into the clamping position, for blocking against the inner wall of the Piston rod to be pressed.

In der Druckschrift DE 38 10 183 A1 wird eine Vorrichtung zur Verriegelung einer Kolbenstange einer Kolben-Zylinderanordnung beschrieben, deren Klemmvorrichtung im Kolben angeordnet ist und druckabhängig radial bewegliche innere Scheibensegmente am Kolben entsperrt. Bei anliegendem Druck des Arbeitsmediums ist die freie Bewegung des Kolbens gegeben. Bei Druckausfall werden die Scheibensegmente mittels Federn radial in Richtung der Innenmantelfläche des Zylinderrohrs verschoben und wirken klemmend.In the publication DE 38 10 183 A1 a device for locking a piston rod of a piston-cylinder assembly is described, the clamping device is arranged in the piston and unlocks pressure-dependent radially movable inner disc segments on the piston. With applied pressure of the working fluid, the free movement of the piston is given. In case of pressure failure, the disk segments are moved by means of springs radially in the direction of the inner circumferential surface of the cylinder tube and act by clamping.

Ein gattungsgemäßer druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand wird in EP 1 170 512 B2 offenbart, der ein druckabhängiges Sperrsystem im Bodenteil des Arbeitszylinders aufweist, das im Wesentlichen aus einem Sperrkolben mit Stößeln und zwei Sperrscheiben mit Zahnkränzen besteht, wobei eine Sperrscheibe feststehend ist und die beiden Zahnkränze eine den ersten Zahnkranz hemmende, formschlüssige oder kraftschlüssige Koppelung bilden.A generic pressure-medium-operated working cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized state is in EP 1 170 512 B2 discloses a pressure-dependent locking system in the bottom part of the working cylinder, which consists essentially of a locking piston with plungers and two locking discs with sprockets, wherein a locking disc is fixed and the two sprockets form a first sprocket inhibiting, positive or non-positive coupling.

Bei Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders wird zunächst ein Mittelschieber verschoben, der entsprechend seiner Stellung den Weg des Fluids zum zugeordneten Druckraum und gleichzeitig zu einem Sperrkolbenraum freigibt, wodurch die Koppelung der Sperrscheiben, durch den Sperrkolben über die Stößel, aufgehoben wird.at Pressurization of the working cylinder is first Middle slide shifted, according to his position the Path of the fluid to the associated pressure chamber and at the same time to a Locking piston space releases, whereby the coupling of the locking discs, through the locking piston on the Pestle, lifted becomes.

Problematisch ist bei dieser Lösung, dass unter Last, bei Druckausfall das Fluid aus dem Arbeitsraum schneller als aus dem Sperrkolbenraum abströmt. Hierdurch bedingt erfolgt keine sofortige Sperrung der Bewegung der Kolbenstange. Eine exakte Positionierung ist somit ebenfalls nicht gegeben.Problematic is with this solution, that under load, in case of pressure failure, the fluid from the working space faster than flows out of the locking piston chamber. This conditionally occurs no immediate blocking of the movement of the piston rod. An exact one Positioning is therefore also not given.

Aus der Druckschrift DE 20 2004 009 302 U1 ist ein weiterer gattungsgemäßer Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand bekannt, bei dem der Zustrom des Druckmediums zum jeweiligen Arbeitsraum durch eine rohrförmige Sperrbuchse erfolgt, die den druck- und ablauforientierten Fluidstrom trennt.From the publication DE 20 2004 009 302 U1 is another generic working cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized state, in which the inflow of the pressure medium to the respective working space is effected by a tubular locking bushing which separates the pressure and drainage-oriented fluid flow.

Das Druckmedium wird bei dieser Lösung durch den Bereich der axialen und radialen Lagerung der rotierenden inneren hohlen Kolbenstange geführt, wodurch bei den vorhandenen hohen Drücken zusätzliche Widerstände entstehen, die den Wirkungsgrad des rotierenden Systems negativ beeinflussen. Zudem ist die Fertigung der Innenlagerung der Sperrbuchse aufwendig. Im rotierenden System entstehen an deren Stirnflächen erhebliche Reibmomente, die sich auch problematisch auf die Abdichtung auswirken.The Pressure medium is through in this solution the range of axial and radial bearing of the rotating inner guided by a hollow piston rod whereby additional resistances arise at the existing high pressures, which adversely affect the efficiency of the rotating system. In addition, the production of the inner bearing of the locking bush is expensive. In the rotating system considerable frictional moments occur at their end faces, which also have a problematic effect on the seal.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand zu entwickeln, der bei Druckausfall und Ansteuerung einer bestimmten Lage, exakt in der vorgegebenen Position sperrt, eine hohen Wirkungsgrad aufweist sowie günstig herzustellen ist.The The object of the invention is to provide a working cylinder with mechanical Off-road block to develop in the depressurized state, the pressure loss and control of a specific position, exactly in the given Locks position, has a high efficiency and low cost is.

Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The Task is achieved by the features listed in the protection claim 1 solved. Preferred developments emerge from the subclaims.

Ein derartiger Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand besteht im Wesentlichen und in üblicher Weise aus einem Zylinderrohr mit einem Innenzylinderrohr, einem Führungsteil, einem Bodenteil mit einer integrierten Steuerung für den Zu- und Abstrom eines Druckmediums, einem durchbohrten Kolben mit Innengewinde, verbunden mit einer partiell hohlen Kolbenstange, einer Gewindespindel im Inneren der Kolbenstange mit einer axial verschiebbaren Sperrscheibe, die Teil eines Sperrsystems aus zwei Sperrelementen mit einer Sperrfeder ist, sowie einem Sperrkolben als auch entsprechenden Lagerungen für die rotierenden Komponenten.One Such working cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized Condition consists essentially and in the usual way of a cylinder tube with an inner cylinder tube, a guide part, a bottom part with an integrated control for the inflow and outflow of a Pressure medium, a pierced piston with internal thread, connected with a partially hollow piston rod, a threaded spindle in the Interior of the piston rod with an axially displaceable locking disc, the part of a locking system of two locking elements with a locking spring is, as well as a locking piston and corresponding bearings for the rotating components.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Zustrom des Druckmediums zum jeweiligen Arbeitsraum des Arbeitszylinders mittels vorgespannter Sperrventile so zu steuern, dass dieser erst dann erfolgt, wenn das Sperrsystem freigeschaltet ist, die form- oder kraftschlüssige Koppelung der Sperrelemente aufgehoben ist. Hierzu sind parallel geschal tete Sperrventile in den Zulaufkanälen angeordnet, deren Vorspannung so gewählt ist, dass sich im jeweiligen Zulaufkanal immer zuerst das Sperrventil zum Sperrkolbenraum öffnet und mit Sicherheit erst danach das parallel geschaltete Sperrventil, das den Zustrom des Druckmediums zum Kolbenraum freigibt.Of the The basic idea of the invention is the inflow of the pressure medium to the respective working space of the working cylinder by means of prestressed To control shut-off valves so that this takes place only when the locking system is unlocked, the positive or non-positive coupling the locking elements is lifted. For this purpose are geschal tete parallel Shut-off valves in the inlet channels arranged, whose bias is chosen so that in the respective Inlet channel always first opens the check valve to the locking piston chamber and certainly only then the parallel shut-off valve, which releases the influx of the pressure medium to the piston chamber.

Bei Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders wird gleichzeitig ein Mittelschieber, der im drucklosen Zustand den Ablaufkanal aus dem Sperrkolbenraum freigegeben hat, so verschoben, dass dieser Ablaufkanal gesperrt ist, wodurch sich im Sperrkolbenraum der für das Entsperren erforderliche Druck aufbaut. Nach weiterem Druckaufbau strömt das Fluid durch das vorgespannte Sperrventil im Kanal zum Arbeitsraum in den Zylinder und beaufschlagt den Kolben mit dem Arbeitsdruck.at Pressurization of the working cylinder is simultaneously a middle slide, in the depressurized state, the drainage channel from the locking piston chamber has been released so shifted that this flow channel is blocked is, resulting in the Sperrkolbenraum required for unlocking pressure builds. After further pressure buildup, the fluid flows through the pre-stressed Check valve in the channel to the working space in the cylinder and pressurized the piston with the working pressure.

Zur Kompensation des Einflusses der von einer Last auf die Kolbenstange eingebrachten Kraft auf die Abströmgeschwindigkeit des Fluids aus dem Sperrkolbenraum, im drucklosen Zustand, ist im ablauforientierten Kanal des Kolbenraums ein Ventil mit definierter Vorspannung angeordnet, womit dem Abströmen des Fluids aus diesem Raum ein Widerstand entgegengesetzt wird, dies gedrosselt erfolgt.to Compensation of the influence of a load on the piston rod introduced force on the outflow velocity of the fluid from the locking piston chamber, in the pressureless state, is in the drain-oriented Channel of the piston chamber arranged a valve with a defined bias, with which the outflow the fluid from this room is resisted, this is throttled.

Bei Drucklosschaltung des Arbeitszylinders wird das Abströmen des Fluids aus dem Kolbenraum soweit verringert, dass das Fluid aus dem Sperrkolbenraum wesentlich schneller abströmt, das Sperrsystem mit äußerst geringer Verzögerung die Bewegung der Kolbenstange blockiert.at Depressurization of the working cylinder is the outflow of the Fluid from the piston chamber so far reduced that the fluid the blocking piston space flows much faster, the locking system with extremely low delay blocked the movement of the piston rod.

Die Sinkgeschwindigkeit der Last und die damit erfolgende Positionsänderung wird hierdurch wesentlich minimiert. Vorgegebene Positionen sind exakt ansteuerbar und die Arbeitssicherheit wird verbessert.The Falling rate of the load and the resulting position change is thereby substantially minimized. Predetermined positions are exactly controllable and the work safety is improved.

Die Größe des Widerstands zur Drosselung des Abströmens des Fluids aus dem Kolbenraum bestimmt den Wert für die Verzö gerung gegenüber dem Zeitpunkt der Sperrung der Bewegung der Kolbenstange.The Size of the resistor for throttling the outflow the fluid from the piston chamber determines the value for the delay over the time the blocking of the movement of the piston rod.

Mittels Wahl der geeigneten Federkraft für die Vorspannung des Ventils kann die Verzögerungszeit zum Sperren in einem weiten Bereich bis auf nahezu Null reduziert werden.through Choice of suitable spring force for the Preloading the valve may delay the delay in be reduced to almost zero over a wide range.

Je größer die Last, somit die auf die Kolbenstange einwirkende Kraft ist, um so größer muss die Federvorspannung des Ventils gewählt werden.ever bigger the Load, thus the force acting on the piston rod is so has to be bigger the spring preload of the valve can be selected.

Des Weiteren wird das in den jeweiligen Kolbenraum zu leitende Druckmedium über die Kanäle so geführt, dass die für die Lagerung der Spindel, als Antriebswelle zum Bewegen der Kolbenstange, erforderlichen Räume nicht von dem unter hohem Druck stehenden Fluid durchströmt werden, ebenso wie der Raum der Sperrfeder.Of Furthermore, the pressure medium to be conducted into the respective piston chamber is transferred via the Channels like that guided, that for the bearing of the spindle, as a drive shaft for moving the piston rod, required rooms are not flowed through by the high pressure fluid, as well as the space of the locking spring.

Von besonderem Vorteil ist, dass die Lagerungen der rotierenden Gewindespindel frei von druckführenden Fluidströmen sind, wodurch sich ein höherer Wirkungsgrad ergibt und vereinfachte Abdichtungen im Inneren des Arbeitszylinders realisierbar sind.From It is particularly advantageous that the bearings of the rotating threaded spindle free from pressure-bearing fluid streams are, which results in a higher Efficiency results and simplified seals inside the Working cylinder can be realized.

Da der Raum der Sperrfeder ebenfalls drucklos ist, werden weitere Verzögerungen beim Sperrvorgang vermieden.There The space of the locking spring is also depressurized, further delays avoided during the locking process.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand vonThe Invention is an embodiment Hand of

1 als Halbschnitt des Arbeitszylinders mit Darstellung der Ansteuerung näher erläutert. 1 as a half section of the working cylinder with representation of the control explained in more detail.

Ein Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand nach 1 besteht im Wesentlichen und in üblicher Weise aus einem Doppelzylinderrohr mit Strömungsnuten, das aus einem äußeren Zylinderrohr 1 und einem inneren Zylinderrohr 2 gebildet ist, einem Kolben 3 an einer partiell hohlen Kolbenstange 4, einem Führungsteil 5, einem Bodenteil 6 mit Ventilen und Kanälen für ein Fluid als Druckmedium sowie einer Einrichtung zur mechanischen Sperrung im drucklosen Zustand. Diese an sich bekannte Einrichtung weist vorzugsweise einen Kugelgewindetrieb 7 auf, dessen Mutter 8 kraft- und formschlüssig mit dem Kolben 3 verbunden ist, und dessen Gewindespindel 9 im Bereich des Bodenteils 6 eine Keilverzahnung 10 aufweist, die ein axial verschiebbares formschlüssig gekoppeltes erstes Sperrelement 11 in Form einer Sperrscheibe mit einer Stirnverzahnung 12.1 trägt, das im drucklosen Zustand mit einer Stirnverzahnung 12.2 eines im Bodenteil lösbar verankerten zweiten, feststehenden Sperrelements 13 in Form eines stirnverzahnten Kreisrings eine form- oder kraftschlüssige Koppelung bilden und so die Rotation der Gewindespindel 8 blockieren.A working cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized state after 1 consists essentially and in the usual way of a double-cylinder tube with flow grooves, which consists of an outer cylinder tube 1 and an inner cylinder tube 2 is formed, a piston 3 on a partially hollow piston rod 4 , a guide part 5 , a bottom part 6 with valves and channels for a fluid as a pressure medium and a device for mechanical blocking in the pressureless state. This known per se device preferably has a ball screw 7 on, whose mother 8th non-positive and positive with the piston 3 is connected, and its threaded spindle 9 in the area of the bottom part 6 a spline 10 comprising an axially displaceable form-locking coupled first locking element 11 in the form of a locking disc with a spur toothing 12.1 carries, in the pressureless state with a spur gear 12.2 a releasably anchored in the bottom second, fixed locking element 13 form a positive or non-positive coupling in the form of a spur-toothed circular ring and so the rotation of the threaded spindle 8th To block.

Die Gewindespindel 9 des Kugelgewindetriebs 7 ist mittels Radiallagern 14 in einem Lagergehäuse 15 gelagert, wobei die auf das Lagergehäuse 15 in Abhängigkeit der, entsprechend der Funktionsphase des Arbeitszylinders, wechselseitig einwirkenden Kräfte von einem ersten Axiallager 16 und einem zweiten Axiallager 17 aufgenommen werden.The threaded spindle 9 of the ball screw 7 is by means of radial bearings 14 in a bearing housing 15 stored, with the on the bearing housing 15 in dependence of, according to the functional phase of the working cylinder, mutually acting forces of a first thrust bearing 16 and a second thrust bearing 17 be recorded.

Das erste Axiallager 16 stützt sich auf einer gegen Verschiebung auf der Gewindespindel 9 gesicherten Kreisringscheibe 18 mit einer Innen- und einer Außendichtung ab, womit die Abdichtung des Bereichs der Lagerung gesichert ist.The first thrust bearing 16 relies on a against displacement on the threaded spindle 9 secured circular disk eighteen with an inner and an outer seal, thus sealing the area of the bearing is secured.

Das zweite Axiallager 17 nimmt auch die von einer Sperrfeder 19 einwirkende Kraft auf. Die Sperrfeder 19 ist von einem Federgehäuse 20 aufgenommen, das aus sich gegenüberliegenden Räumen in einem Gehäuseteil 21 und im ersten Sperrelement 11 gebildet wird.The second thrust bearing 17 also takes that of a locking spring 19 acting force. The locking spring 19 is of a spring housing 20 taken from the opposite rooms in a housing part 21 and in the first blocking element 11 is formed.

Das erste Sperrelement 11 ist in seiner axialen, zylindrischen Verlängerung zudem als Sperrkolben 22 ausgebildet, der in einen Sperrkolbenraum 23 ragt.The first blocking element 11 is in its axial, cylindrical extension also as a locking piston 22 formed in a locking piston space 23 protrudes.

Eine Dichtung 24 am größten Umfang des ersten Sperrelements 11 gewährleistet, dass kein Fluid aus dem Sperrkolbenraum 23 in das Federgehäuse 20 fließen kann.A seal 24 at the largest circumference of the first locking element 11 ensures that no fluid from the locking piston space 23 in the spring housing 20 can flow.

Die Zuführung eines unter Druck stehenden Fluids erfolgt über einen ersten Anschluss P und der Abfluss des Fluids über einen zweiten Anschluss T im Bodenteil 6.The supply of a pressurized fluid via a first port P and the outflow of the fluid via a second port T in the bottom part 6 ,

Das Bodenteil 6 weist alle erforderlichen Kanäle 25 sowie Ventile auf, um das Fluid gesteuert den Arbeitsräumen zuführen zu können und abströmen zu lassen.The bottom part 6 has all required channels 25 as well as valves to be able to supply the fluid controlled to the workrooms and can flow out.

Bei Druckbeaufschlagung des ersten Anschlusses P strömt das Fluid zu einem ersten Zulaufventil 26, zu einem Druckraum eines Mittelschiebers 27, der aus seiner über Federn gehaltenen Mittelstellung, der ablauforienten Grundstellung, bis zu dessen Endanschlag verschoben wird, so dass ein Ablauf 28 für das Fluid aus dem Sperrkolbenraum 23 gesperrt ist und zu einem ersten Sperrventil 29 sowie durch dieses weiter in den Sperrkolbenraum 23.When the first port P is pressurized, the fluid flows to a first inlet valve 26 , to a pressure chamber of a middle slide 27 which is moved from its spring-held middle position, the expiring basic position, to its end stop, allowing a drain 28 for the fluid from the locking piston space 23 is locked and to a first shut-off valve 29 and through this further into the locking piston space 23 ,

Das erste Zulaufventil 26 und das erste Sperrventil 29 stehen unter Federvorspannung, wobei das erste Zulaufventil 26 wesentlich höher vorgespannt ist als das erste Sperrventil 29, wodurch bei nachfolgendem Druckanstieg das Fluid zunächst in den Sperrkolbenraum 23 strömt, den Sperrkolben 22 axial in Richtung des Führungsteils verschiebt und somit die Koppelung des ersten Sperrelements 11 mit dem feststehenden Sperrelement 13 mittels deren Stirnverzahnung 12 (12.1; 12.2) freigibt. Nach weiterem Druckanstieg und nach der Überwindung der Vorspannung, strömt das Fluid weiter durch das erste Zulaufventil 26 über eine Verbindung 30 in der Gewindespindel 9 in einen Kolbenraum 31. Mit weiter steigenden Druck des Fluids wird der Kolben 3 axial in Richtung Führungsteil 5 verschoben. Über die Wirkverbindung des Kugelgewindetriebs 7 rotiert die Gewindespindel 9 mit einer von der Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange 4 ab hängenden Drehzahl und mit dieser synchron alle formschlüssig gekoppelten Teile des Sperrsystems, mit Ausnahme des feststehenden Sperrelements 13.The first inlet valve 26 and the first check valve 29 are under spring preload, with the first inlet valve 26 is biased much higher than the first check valve 29 , In the subsequent increase in pressure, the fluid first into the locking piston space 23 flows, the locking piston 22 axially displaces in the direction of the guide member and thus the coupling of the first locking element 11 with the fixed blocking element 13 by means of their spur toothing 12 ( 12.1 ; 12.2 ) releases. After further increase in pressure and after overcoming the bias, the fluid continues to flow through the first inlet valve 26 over a connection 30 in the threaded spindle 9 in a piston chamber 31 , As the pressure of the fluid increases, the piston becomes 3 axially in the direction of the guide part 5 postponed. About the operative connection of the ball screw 7 rotates the threaded spindle 9 with one of the extension speed of the piston rod 4 depending on the speed of rotation and synchronous all positively coupled parts of the locking system, with the exception of the fixed locking element 13 ,

Der ausfahrende Kolben 3 verdrängt das in einem Kolbenstangenraum 32 befindliche Fluid, das über eine Bohrung 33, die Strömungsnuten im Doppelzylinderrohr, einen Umlaufkanal 34 und ein Rücklaufventil 35 zum zweiten Anschluss T fließt und abläuft.The extending piston 3 displaces that in a piston rod space 32 fluid located through a bore 33 , the flow grooves in the double cylinder tube, a circulation channel 34 and a return valve 35 flows to the second terminal T and runs.

Für die gegenläufige Bewegung, zum Einfahren der Kolbenstange 4 wird das unter Druck stehende Fluid über den zweiten Anschluss T zugeführt und strömt zu einem zweiten Sperrventil 36 zum Sperrkolbenraum 23, zu einem zweiten Zulaufventil 37 und zu dem, dem Druckraum bei Druckbeaufschlagung über den ersten Anschluss P gegenüberliegenden Druckraum des Mittelschiebers 27, der auch hier aus seiner über Federn gehaltenen Mittelstellung, der ablauforienten Grundstellung, bis zu dessen anderen Endanschlag verschoben wird, so dass der Ablauf 28 für das Fluid aus dem Sperrkolbenraum 23 gesperrt ist. Das zweite Sperrventil 36 und das zweite Zulaufventil 37 weisen in Analogie zum ersten Zulaufventil 26 und dem ersten Sperrventil 29 unterschiedliche Federvorspannungen auf, wodurch bei nachfolgendem Druckanstieg das Fluid zunächst wieder in den Sperrkolbenraum 23 strömt, den Sperrkolben 22 axial in Richtung des Führungsteils verschiebt und somit die Koppelung des ersten Sperrelements 11 mit dem feststehenden Sperrelement 13 mittels deren Stirnverzahnung 12 (12.1; 12.2) freigibt. Wiederum mit Sicherheit, erst nach weiterem Druckanstieg, nach Überwindung dessen Vorspannung, strömt das Fluid weiter durch das zweite Zulaufventil 37, den Umlaufkanal 34, die Strömungsnuten im Doppelzylinderrohr und durch die Bohrung 33 in den Kolbenstangenraum 32.For the opposite movement, to retract the piston rod 4 the pressurized fluid is supplied via the second port T and flows to a second shut-off valve 36 to the locking piston space 23 , to a second inlet valve 37 and to the pressure chamber when pressure is applied via the first port P opposite pressure chamber of the middle slide 27 , of the here too from his held over springs center position, the expiring basic position is shifted to its other end stop, so that the expiration 28 for the fluid from the locking piston space 23 Is blocked. The second shut-off valve 36 and the second inlet valve 37 have in analogy to the first inlet valve 26 and the first check valve 29 different spring preloads, whereby at subsequent increase in pressure, the fluid first back into the locking piston space 23 flows, the locking piston 22 axially displaces in the direction of the guide member and thus the coupling of the first locking element 11 with the fixed blocking element 13 by means of their spur toothing 12 ( 12.1 ; 12.2 ) releases. Again with certainty, only after further increase in pressure, after overcoming its bias, the fluid continues to flow through the second inlet valve 37 , the circulation channel 34 , the flow grooves in the double cylinder tube and through the hole 33 in the piston rod space 32 ,

Der Kolben 3 wird durch den Druck des Fluids axial in Richtung Bodenteil 6 verschoben, die Kolbenstange 4 wird eingefahren und das Fluid aus dem Kolbenraum 31 über ein vorge spanntes Drosselventil 38 zum ersten Anschlusses P verdrängt, wo es ablaufen kann.The piston 3 becomes axially towards the bottom part by the pressure of the fluid 6 moved, the piston rod 4 is retracted and the fluid from the piston chamber 31 via a pre-tensioned throttle valve 38 displaced to the first port P, where it can run off.

Mittels der, in Abhängigkeit von der auf die Kolbenstange 4 einwirkenden Kraft, gewählten Vorspannung des Drosselventils 38 wird sicher gestellt, dass bei Drucklosschaltung des Arbeitszylinders und auch im Havariefall, bei Ausfall des Drucks, das Fluid aus dem Sperrkolbenraum 23 über den Ablauf 28, den Mittelschieber 27 und einem jeweils zugeordneten Mittelschieberventil 39 zu einem der Anschlüsse P; T wesentlich schneller abströmt als aus dem Kolbenraum 31, wodurch eine sichere und lagegenaue Sperrung, somit auch Positionierung garantiert ist.By means of, depending on the on the piston rod 4 acting force, selected bias of the throttle valve 38 it is ensured that with pressure-less switching of the working cylinder and also in case of failure, in case of pressure failure, the fluid from the locking piston chamber 23 about the process 28 , the middle slide 27 and a respective associated central slide valve 39 to one of the ports P; T flows much faster than from the piston chamber 31 , whereby a secure and positionally accurate blocking, thus positioning is guaranteed.

11

äußeres Zylinderrohrouter cylinder tube

22

inneres Zylinderrohrinner cylinder tube

33

Kolbenpiston

44

Kolbenstangepiston rod

55

Führungsteilguide part

66

Bodenteilthe bottom part

77

KugelgewindetriebBall Screw

88th

Muttermother

99

Gewindespindelscrew

1010

Keilverzahnungspline

1111

erstes Sperrelementfirst blocking element

1212

Stirnverzahnung (12.1; 12.2)Spur toothing ( 12.1 ; 12.2 )

1313

feststehendes Sperrelementfixed blocking element

1414

Radiallagerradial bearings

1515

Lagergehäusebearing housing

1616

erstes Axiallagerfirst thrust

1717

zweites Axiallagersecond thrust

1818

Kreisringscheibe mit Innen- und AußendichtungAnnular disk with inner and outer gasket

1919

Sperrfederlocking spring

2020

Federgehäusespring housing

2121

Gehäuseteilhousing part

2222

Sperrkolbenblocking piston

2323

SperrkolbenraumLocking piston chamber

2424

Dichtungpoetry

2525

Kanälechannels

PP

erster Anschlussfirst connection

TT

zweiter Anschlusssecond connection

2626

erstes Zulaufventilfirst inlet valve

2727

Mittelschiebermeans slide

2828

Ablaufprocedure

2929

erstes Sperrventilfirst check valve

3030

Verbindungconnection

3131

Kolbenraumpiston chamber

3232

KolbenstangenraumPiston rod space

3333

Bohrungdrilling

3434

Umlaufkanalcirculation channel

3535

RücklaufventilReturn valve

3636

zweites Sperrventilsecond check valve

3737

zweites Zulaufventilsecond inlet valve

3838

Drosselventilthrottle valve

3939

MittelschieberventilMeans slide valve

Claims (5)

Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand, der ein druckabhängiges Sperrsystem mit zwei Sperrelementen mit Zahnkränzen aufweist, wobei ein Sperrelement feststehend ist und die beiden Zahnkränze eine den ersten Zahnkranz hemmende, formschlüssige oder kraftschlüssige Koppelung bilden, die über einen Kugelgewindetrieb mit einem Kolben an einer Kolbenstange zusammenwirken sowie alle erforderlichen Kanäle für die Zuführung und den Ablauf eines Fluids sowie Ventile zur Steuerung dessen im Bodenteil angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Ablaufkanal für ein Fluid aus einem Kolbenraum (31) ein vorgespanntes Drosselventil (38) angeordnet ist, dessen Vorspannung in Abhängigkeit von der auf eine Kolbenstange (4) einwirkenden Kraft so groß gewählt wird, dass das Fluid aus einem Sperrkolbenraum (23) des Sperrsystems wesentlich schneller abströmt als aus dem Kolbenraum (31).Druckmittelbetriebener working cylinder with mechanical Wegsperrung in the unpressurized state, having a pressure-dependent locking system with two locking elements with sprockets, wherein a locking element is fixed and the two sprockets form a first sprocket inhibiting, positive or non-positive coupling, via a ball screw with a piston on a Collaborate piston rod and all the necessary channels for the supply and the flow of a fluid and valves for controlling the arranged in the bottom part, characterized in that in the flow channel for a fluid from a piston chamber ( 31 ) a biased throttle valve ( 38 ) whose bias is dependent on the on a piston rod ( 4 ) acting force is chosen so large that the fluid from a locking piston space ( 23 ) of the barrier system flows much faster than from the piston chamber ( 31 ). Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerungen (14; 16; 17) einer rotierenden Gewindespindel (9) sowie ein Federgehäuse (20) mit einer Sperrfeder (19) frei von druckführenden Fluidströmen sind.Pressure-actuated working cylinder with mechanical path blocking in the unpressurized state according to claim 1, characterized in that bearings ( 14 ; 16 ; 17 ) of a rotating threaded spindle ( 9 ) and a spring housing ( 20 ) with a locking spring ( 19 ) are free of pressurized fluid streams. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung der Lagerungen (14; 16; 17) gegen den Kolbenraum (31) eine Kreisringscheibe (18) mit einer Innen- und einer Außendichtung auf der Gewindespindel (9) und zur Abdichtung des Federgehäuses (20) mit der Sperrfeder (19) am größten Umfang des ersten Sperrelements (11) eine Dichtung (24) angeordnet ist.Pressure-actuated working cylinder with mechanical path blocking in the pressureless state according to claim 1 and 2, characterized in that for sealing the bearings ( 14 ; 16 ; 17 ge the piston chamber ( 31 ) a circular disk ( eighteen ) with an inner and an outer seal on the threaded spindle ( 9 ) and for sealing the spring housing ( 20 ) with the locking spring ( 19 ) at the largest circumference of the first barrier element ( 11 ) a seal ( 24 ) is arranged. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrelement (11) in der axialen zylindrischen Verlängerung als Sperrkolben (22) ausgebildet ist.Pressure-actuated working cylinder with mechanical path blocking in the pressureless state according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first blocking element ( 11 ) in the axial cylindrical extension as a locking piston ( 22 ) is trained. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung im drucklosen Zustand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite, feststehende Sperrelement (13) in Form eines stirnverzahnten Kreisrings ausgebildet ist.Pressure-actuated working cylinder with mechanical path blocking in the pressureless state according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second, fixed blocking element ( 13 ) is formed in the form of a spur-toothed circular ring.