DE3609765A1 - Druckmittelbetaetigbarer hubzylinder fuer vorzugsweise entlueftungseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbetätig­ baren Hubzylinder zum Öffnen und Schließen von vorzugs­ weise Entlüftungseinrichtungen wie z.B. Entlüftungsklappen und dgl. mit einem auf der Mantelfläche einer längsbe­ weglichen Hubstange angeordneten, doppelseitigen Arbeits­ kolben, dessen Arbeitsdruckräume über jeweils einen Druck­ mittelanschluß zur Hubbewegung der Hubstange mit dem Druck­ mittel beaufschlagbar sind, und mit hubstangenseitigen Rastausnehmungen sowie jeweils einem Arbeitsdruckraum zu­ geordneten, senkrecht zur Hubstangenlängsachse vorge­ sehenen Sperrgliedern zur Hubstangenarretierung, die je­ weils in einem Entriegelungsdruckraum federkraftbelastet längsbeweglich angeordnet und zur Hubstangenentriegelung mit dem Druckmittel über den Druckmittelanschluß des je­ weils zugeordneten Arbeitsdruckraumes beaufschlagbar sind.

Bei einem aus der DE-AS 20 36 716 bekannten Hubzylinder dieser Art erfolgt die Druckluftzufuhr der Arbeitsdruck­ räume über zylindergehäuseseitige, sich entlang der Hub­ stange erstreckende Druckkanäle. An diese Druckkanäle sind die jeweiligen Druckluftzufuhren der Entriegelungs­ druckräume angeschlossen. Zur Entriegelung der Hubstange wird das Sperrglied über den jeweiligen Druckluftanschluß, den Druckkanal des Arbeitsdruckraumes und seine in den Druckkanal mündende Druckluftzufuhr des Entriegelungs­ druckraumes mit Druckluft beaufschlagt. Dabei gelangt die zugeführte Druckluft über den Druckkanal auch gleich­ zeitig zum Arbeitsdruckraum des Arbeitskolbens. Durch die dabei am Arbeitskolben in Bewegungsrichtung der Hub­ stange erzeugte Druckkraft wird das stiftartig gestaltete Sperrglied während der Entriegelungsphase an die seit­ liche Begrenzungswand seiner Rastausnehmung gepreßt. Der Entriegelungsvorgang ist dadurch erschwert, erfordert große Druckkräfte und kann nur verschleiß- und geräusch­ intensiv erfolgen. Durch die sich seitlich entlang der Hubstange erstreckenden Druckkanäle ist zudem eine kipp­ freie Längsführung der Hubstange nicht sichergestellt, wodurch insbesondere auch die Dichtmantelfläche des Ar­ beitskolbens verschleißintensiv belastet ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen druckmittelbetätig­ baren Hubzylinder zum Öffnen und Schließen von vorzugs­ weise Lüftungseinrichtungen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine geräuscharme Entriegelung der Hubstange schon mit geringen Druckkräften auf material­ schonende Weise möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich der erfindungsge­ mäße Hubzylinder in erster Linie dadurch aus, daß die Druckmittelzufuhr eines Arbeitsdruckraums des Arbeits­ kolbens in der Sperrstellung seines Sperrglieds verschließ­ bar und bei Erreichen der Entriegelungsstellung dieses Sperrglieds freigebbar ist. Hinsichtlich weiterer vor­ teilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Ansprüche 2 bis 11 verwiesen.

Bei dem Hubzylinder nach der Erfindung wird im Falle einer gewünschten Arbeitsbewegung der Hubstange das Druckmittel zunächst nur der Druckangriffsfläche des Sperrgliedes zur Entriegelung der Hubstange zugeführt. Sobald der Entriegelungsvorgang abgeschlossen ist, wird die Druckmittelzufuhr zu dem für die erforderliche Öffnungs- bzw. Schließbewegung zuständigen Arbeits­ druckraum des doppelseitigen Arbeitskolbens freigegeben. Der Entriegelungsvorgang kann somit frei von irgend­ welchen am Arbeitskolben erzeugten Kräfte behinderungs­ frei schon mit geringen Druckkräften vollzogen werden. Die insgesamt an Sperrglied, Hubstange oder sonstigen Bauteilen auftretenden Flächenpressungen sind in mater­ ialschonender Weise erheblich verringert. Die Ent­ riegelung der Hubstange erzeugt dabei keineswegs einen lauten Entriegelungsknall sondern erfolgt geräuscharm. Trotz erheblich verbesserter Standzeiten ist der Hub­ zylinder insgesamt einfach sowie kostengünstig herzu­ stellen und ist neben einer vorzugsweisen pneumatischen Entriegelung auch mit einer zusätzlichen manuellen Ent­ riegelungsmöglichkeit auszurüsten. Aufbau und Funktion des Hubzylinders nach der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Querschnitts­ darstellung ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des in Fig. 1 gezeigten rechten Sperrgliedes.

In der Zeichnung sind nur die zum unmittelbaren Verständ­ nis der Erfindung notwendigen Elemente des Hubzylinders dargestellt sowie gleichwirkende Teile mit gleichen Be­ zugsziffern versehen. Allgemein mit 1 ist der druckmittel­ betätigbare Hubzylinder beziffert, der zum Öffnen und Schließen von Entlüftungsklappen in Rauchabzugseinrich­ tungen von Gebäuden, Hallen und dgl. dienen soll. Vom grundsätzlichen Aufbau her besteht der Hubzylinder 1 aus einer Hubstange 2, die in einem Hubzylindergehäuse 3, 3′, 3′′ längsbeweglich geführt ist. In die freie Stirnfläche 4 der Hubstange 2 ist ein Gelenkaugenstück 5 eingeschraubt, mit dem nicht dargestellte Stellglieder zum Öffnen und Schließen der Entlüftungsklappen zu verbinden sind. Die Hubstange 2 ist mit zwei Längsbereichen unterschied­ licher Querschnittsbreite ausgebildet. In dem Längsbe­ breich verringerter Querschnittsbreite 6 ist auf der Mantelfläche der längsbeweglichen Hubstange 2 ein doppel­ seitiger Arbeitskolben 7 angeordnet. Innerhalb des Ge­ häuses 3 sind zwischen dem Arbeitskolben 7 und den stirn­ seitigen Gehäusestücken 3′ und 3′′ die Arbeitsdruck­ räume 8 und 9 des Arbeitskolbens 7 ausgebildet.

Senkrecht zur Hubstangenlängsachse 10 sind in dem ge­ zeigten Ausführungsbeispiel zwei Sperrglieder 11 und 12 zur Hubstangenarretierung in der Öffnungs- bzw. Schließ­ stellung vorgesehen. Diese Sperrglieder 11 und 12 wirken mit an der Hubstange 2 vorgesehenen Rastausnehmungen 13 und 14 zusammen. Die Sperrglieder 11 und 12 sind inner­ halb des Gehäuses 3 in einem Entriegelungsdruckraum 15 bzw. 16 angeordnet und jeweils von einer Druckfeder 17 bzw. 18 belastet. Diese Druckfedern 17 und 18 umschließen einen in die Sperrglieder 11 und 12 eingeschraubten und durch die Gehäusemantelfläche nach außen geführten Be­ tätigungskolben 19 zur manuellen Aktivierung der Sperr­ glieder 11 und 12 bzw. manuellen Entriegelbarkeit der Hub­ stange 2. Zur Abstützung und Anordnung der Druckfedern 17 und 18 sind die Sperrglieder 11 und 12 jeweils mit einer oberseitigen Aufnahmebohrung 20 versehen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient das in der Fig. 1 linke Sperrglied 11 mit seiner zugeordneten Rast­ ausnehmung 13 zur Hubstangenarretierung in der Einfahrt­ stellung und das in der Fig. 1 rechte Sperrglied 12 mit seiner zugehörigen Rastausnehmung 14 zur Hubstangenarre­ tierung in der Ausfahrtstellung der Hubstange 2. Darge­ stellt ist die eingefahrene Endstellung der Hubstange 2, in der das Sperrglied 11 mit seinem Sperransatz 21 in die Rastausnehmung 13 eingreift und die Hubstange blockiert.

Das Sperrglied 12 mit seinem Sperransatz 22 liegt druck­ luftbeaufschlagt an der Innenwand des Gehäusemantels federkraftbelastet an, so daß es bei der Ausfahrtbewegung der Hubstange 2 bei Erreichen der Endstellung das Sperr­ glied 12 durch die Kraft der Druckfeder 18 in der Rast­ ausnehmung 14 einrastet.

Zur Druckmittelbeaufschlagung des Arbeitsdruckraumes 8 und des Entriegelungsdruckraumes 15 ist an dem stirn­ seitigen Gehäuseteil 3′ ein Druckmittelanschluß 23 und zur Beaufschlagung des Arbeitsdruckraumes 9 und des Ent­ riegelungsdruckraumes 16 ein Druckmittelanschluß 24 vor­ gesehen. Die Druckluftzufuhr des Entriegelungsdruck­ raumes 15 erfolgt vom Druckanschluß 23 über einen Druck­ kanal 25, den Längsführungsraum 26 der Hubstange 2 und die Querbohrung 27. Die Druckmittelzufuhr des Arbeits­ druckraumes 8 erfolgt über den Entriegelungsdruckraum 15 durch eine Strömungsverbindung 28, die in einem oberen Bereich des Entriegelungsdruckraumes 15 mündet, der außer­ halb der Entriegelungsstellung des Sperrgliedes 11 durch eine am druckbeaufschlagbaren Randabsatz 29 des Sperr­ gliedes 11 befestigte Dichtung 30 abgedichtet ist. Das Sperrglied 11 bildet somit mit seinem die Dichtung 30 tragenden Randabsatz 29 den die Strömungsverbindung 28 des Arbeitsdruckraumes 8 beherrschenden Verschlußkörper.

Die Druckmittelzufuhr des Entriegelungsdruckraumes 16 er­ folgt vom Druckmittelanschluß 24 über eine nicht gezeigte Verbindungsleitung zum Zufuhrkanal 31 und über die Druck­ kanäle 32. Auch das dem Arbeitsdruckraum 9 zugeordnete Sperrglied 12 ist oberseitig mit einem druckbeaufschlag­ baren Randabsatz 33 versehen, der eine an den Seiten­ wandungen des Entriegelungsdruckraumes 16 geführte Dich­ tung 34 trägt. Diese Dichtung 34 gibt ebenfalls die Strömungsverbindung 35 zum Arbeitsdruckraum 9 erst bei bzw. nach Entriegelung der Hubstange 2 durch das Sperr­ glied 12 frei.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird bei er­ forderlicher Ausfahrtbewegung der Hubstange 2 Druck­ luft über den Druckmittelanschluß 23 und den Druckkanal 25 dem Längsführungsraum 26 zugeführt. Dieser Längsführungs­ raum 26 ist zum Arbeitsdruckraum 8 über eine Schiebe­ dichtung 36, die auf der gegenüberliegenden Seite zur Ab­ dichtung des Längsführungsraumes 37 der Hubstange 2 eben­ falls vorgesehen ist, abgedichtet. Vom Längsführungs­ raum 26 gelangt die Druckluft über die Querbohrung 27 in den unteren Bereich des Entriegelungsdruckraumes und be­ aufschlagt den Randabsatz 29 des Sperrgliedes 11 im Ent­ riegelungssinn. Der Arbeitsdruckraum 8 bzw. die Strömungs­ verbindung 28 bleiben vorerst abgedichtet. Durch die Druck­ beaufschlagung bewegt sich das Sperrglied 11 entlang seiner Längsachse gegen die Kraft der Druckfeder 17 in die obere Entriegelungsstellung, in der erst die Strömungsver­ bindung 28 freigegeben wird. Der oberseitig des Sperr­ gliedes 11 ausgebildete Bereich des Entriegelungsdruck­ raumes 15 wird während der Längsbewegung des Sperrgliedes 11 durch die gehäuseseitige Durchtrittsöffnung für den Be­ tätigungskolben 19 entlüftet. Da am Arbeitskolben 7 bis zur vollständigen Entriegelung der Hubstange 2 keine Kräfte erzeugt werden, ist der Entriegelungsvorgang be­ hinderungsfrei und geräuscharm schon mit geringen Druck­ kräften zu vollziehen. Durch die kippfreie Längsführung der Hubstange 2 ist darüber hinaus die die Arbeitsdruck­ räume 8 und 9 abdichtende Dichtmanschette 38 an den Innen­ gehäusewänden materialschonend geführt.

Die Rastausnehmungen 13 und 14 der Hubstange 2 sind je­ weils in Arretierringkörpern 39 ausgebildet, die aus­ wechselbar auf den Hubstangenbereich 6 verringerter Quer­ schnittsbreite aufgeschoben sind. Diese Arretierring­ körper 39 sind beidseits einer den doppelseitigen Arbeits­ kolben bildenden, ebenfalls auf die Hubstange 2 auf­ schiebbaren Ringscheibe 40 angeordnet. Ringscheibe 40 und Arretierringköper 39 sind über eine in die Stirn­ fläche 41 der Hubstange 2 einschraubbaren Schraube 42 mit dem Absatz 43 der Hubstange 2 verspannt, so daß Arretierringkörper 39, Ringscheibe 40, Dichtungen 36 etc. im Bedarfsfall schnell auszuwechseln sind.

Die Sperransätze 21 und 22 der Sperrglieder 11 und 12 greifen formschlüssig in die Rastausnehmungen 13 und 14 ein, so daß gegenüber der bekannten Stiftarretierung auf­ grund verminderter Pressung die Arretierbauteile einem nur geringen Verschleiß unterworfen sind. Darüber hinaus sind die Sperrglieder 11 und 12 noch in Gleitbuchsen 44 beweglich geführt, die zweckmäßigerweise aus einem ge­ härteten Material bestehen. Jeweils eine Seitenwand der Rastausnehmungen 13 und 14 ist durch einen in eine end­ seitig an dem Arretierkörper 39 ausgebildete Ringnut 45 einsetzbaren Seitenwandring 46 gebildet, der ebenfalls aus einem gehärteten Material besteht und im Bedarfsfall auf einfache Weise ohne Erneuerung des Arretierringkör­ pers 39 ausgewechselt werden kann. An den der jeweiligen Ringnut 45 gegenüberliegenden Endfläche der Arretierring­ körper 39 sind ebenfalls Ringnuten 47 ausgebildet, die einen endseitigen Halteschaft zur auswechselbaren Be­ festigung der Schiebedichtungen 36 bilden.

Claims (11)

1. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder (1) zum Öffnen und Schließen von vorzugsweise Entlüftungseinrichtungen wie z.B. Entlüftungsklappen und dgl. mit einem auf der Mantelfläche einer längsbeweglichen Hubstange (2) ange­ ordneten, doppelseitigen Arbeitskolben (7), dessen Arbeits­ druckräume (8, 9) über jeweils einen Druckmittelanschluß (23, 24) zur Hubbewegung der Hubstange (2) mit dem Druckmittel beaufschlagbar sind, und mit hubstangenseitigen Rastaus­ nehmungen (13, 14) sowie jeweils einem Arbeitsdruck­ raum (8, 9) zugeordneten, senkrecht zur Hubstangenlängs­ achse (10) vorgesehenen Sperrgliedern (11, 12) zur Hub­ stangenarretierung, die jeweils in einem Entriegelungs­ druckraum (15, 16) federkraftbelastet längsbeweglich ange­ ordnet und zur Hubstangenentriegelung mit dem Druckmittel über den Druckmittelanschluß (23, 24) des ihnen jeweils zugeordneten Arbeitsdruckraumes (8, 9) beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr eines Arbeitsdruckraumes (8, 9) des Arbeitskolbens (7) in der Sperrstellung seines Sperrgliedes (11, 12) verschließbar und bei Erreichen der Entriegelungsstellung dieses Sperr­ gliedes (11, 12) freigebbar ist.

2. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzufuhr des Arbeitsdruckraumes (8, 9) jeweils über eine in den Ent­ riegelungsdruckraum (15, 16) des zugeordneten Sperr­ gliedes (11, 12) mündende Strömungsverbindung (28, 35) er­ folgt, die von einem mit dem Sperrglied (11, 12) in Wirk­ verbindung stehenden Verschlußkörper beherrscht ist.

3. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper be­ wegungsfest mit dem Sperrglied (11, 12) dichtend an den Innenwänden des Entriegelungsdruckraumes (15, 16) geführt ist und die Strömungsverbindung (28, 35) in einem außer­ halb der Entriegelungsstellung des Sperrgliedes (11, 12) durch den Verschlußkörper abgedichteten Bereich des Ent­ riegelungsdruckraumes (15, 16) mündet.

4. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (11, 12) mit einem druckbeaufschlagbaren, eine Dichtung (30, 34) tragen­ den Randabsatz (29, 33) versehen ist, der den Verschluß­ körper bildet.

5. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (11, 12) im wesentlichen formschlüssig in die Rastausnehmungen (13, 14) der Hubstange (2) eingrei­ fende Sperransätze (21, 22) haben.

6. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder (11, 12) in im Zylindergehäuse (3′, 3′′) ange­ ordneten Gleitbuchsen (44) beweglich geführt sind.

7. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (2) zwischen ihren Rastausnehmungen (13, 14) und dem Arbeitskolben (7) jeweils mit einer Schiebedichtung (36) versehen ist.

8. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubstange (2) mit einem zylindergehäuseendseitigen Schaft (6) geringerer Querschnittsbreite ausgebildet ist, auf dem mit den Randausnehmungen (13, 14) versehene Arretierringkörper (39) sowie eine den doppelseitigen Arbeitskolben (7) bildende Ringscheibe (40) befestigt sind.

9. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach An­ spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenwand der in den Arretierringkörpern (39) ausgebildeten Rast­ ausnehmungen (13, 14) jeweils durch einen gehärteten, in eine am Arretierringkörper (39) vorgesehene Ringnut (45) einsetzbaren Seitenwandring (46) gebildet ist.

10. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach An­ spruch 7 und einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Arretierringkörper (39) jeweils mit einem endseitigen Halteschaft (47) zur auswechsel­ baren Anordnung der Schiebedichtungen (36) versehen sind.

11. Druckmittelbetätigbarer Hubzylinder nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierringkörper (39) und die den Arbeitskolben (7) bildende Ringscheibe (40) mittels einer in die Stirn­ fläche (41) des Hubstangenschaftes (6) einschraubbaren Schraube (42) mit der Hubstange (2) verspannt sind.