DE3807669A1 - Stufenlos verriegelbarer arbeitszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit einem Zylinderkörper, einem Zylinderboden und einem Zylinderdeckel sowie einem im Zylinderkörper beweglich angeordneten und mit einer Kolbenstange ver­ bundenen Arbeitskolben, wobei die Kolbenstange durch den Zylinder­ boden nach außen geführt ist und Zylinderboden sowie Zylinderdeckel jeweils einen in den Zylinderkörper hineinführenden Druckmittelkanal aufweisen.

Arbeitszylinder der oben beschriebenen Art sind handelsüblich, weit verbreitet im Einsatz und haben sich bestens bewährt. Sie sind in der Lage im Bereich ihres möglichen Hubes ein beliebiges Bauteil mit einer einstellbaren oder regelbaren Geschwindigkeit zu bewegen, also eine Vorschubbewegung zu erzeugen, oder aber ein zu bewegendes Bauteil von einer Endlage in eine andere Endlage mit einer vorgebbaren Geschwin­ digkeit zu bewegen. Hierbei können solche Endlagen durch äußere Anschläge bestimmt sein oder durch im Inneren des Arbeitszylinders selbst vorhandene Anschläge, wie z. B. Zylinderdeckel und Zylinderfuß, bestimmt sein.

Es ist jedoch in vielen Fällen notwendig oder wünschenswert, irgendeine sich aus der jeweiligen Arbeitssituation ergebende Zwischenstellung einzufahren und zuverlässig zu halten. Hierbei ist es natürlich erforder­ lich diese Zwischenstellung auch dann zu halten, wenn Energieausfall eintritt.

Um dieses Problem zu lösen, wird nach der US-PS 45 37 113 ein Arbeitszylinder der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dem eine Bremseinrichtung für die austretende Kolbenstange vorangeschaltet ist. Hierbei werden in Umfangsrichtung um die Kolbenstange verteilte Bremssegmente über Keilflächen gegen die Kolbenstange gepreßt, die hierdurch gebremst und damit festgehalten wird. Die Bremskraft wird hierbei von Federelementen aufgebracht, so daß die Bremskraft auch bei Energieausfall aufrechterhalten werden kann.

Diese vorbekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß die Bremseinrichtung sehr bauaufwendig ist und groß baut. Da die Kolben­ stange zudem nur kraftschlüssig gebremst wird, kann eine eingefahrene Position nicht sicher gehalten werden, weil bei einer äußeren Kraft in der Nähe der Bremskraft die Kolbenstange durch die Bremse rutschen kann. Außerdem ist bei dieser Anordnung die Gefahr der Riefenbildung auf der Kolbenstange zu befürchten, wodurch die Zylinderdichtungen beschädigt und der Arbeitszylinder leck würde. Eine heute übliche Hartverchromung der Außenfläche der Kolbenstange zum Schutz gegen Witterungseinflüsse kommt bei einer solchen Anordnung nicht mehr in Frage. Die Bremseinrichtung würde die Chromschicht alsbald zerstören.

Mit der DE-OS 29 11 071 ist ein Zylinder der eingangs beschriebenen Art bekanntgeworden, der in einer bestimmten Endlage über Arretierkugeln, die in eine Rille eingreifen, formschlüssig verriegelt werden kann. Auch hier wird die Verriegelung gesichert über Federelemente, so daß die Verriegelung aufrechterhalten werden kann, auch bei totalem Energie­ ausfall. Mit dieser Anordnung ist es jedoch nicht möglich, eine Verriegelung in beliebigen Positionen vorzunehmen. Es ist vielmehr nur eine einzige fest vorbestimmte Position verriegelbar.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitszylinder der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, dessen Kolbenstange in jeder beliebigen Hubstellung mechanisch, also formschlüssig, verriegelt werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolbenstange eine auch durch den Kolben hindurchgehende Längsbohrung mit zahnartiger oder wellenartiger Profilierung der Innenwand aufweist, in die hinein ein stationär gehaltenes Rohr mit einer darin verschieblich angeordneten Stange geführt ist, wobei die Stange mindestens einen radial und parallel zur Längserstreckung der Stange verlaufenden Kugel­ umlaufkanal aufweist mit mindestens zwei im Abstand zueinander an der Stangenoberfläche austretenden Öffnungen, denen ein Schlitz entspre­ chender Länge in der Wand des stationär gehaltenen Rohres zugeordnet ist, wobei Kugelumlaufkanal und Schlitz vollständig mit Kugeln ausgefüllt sind und wobei alle Abmessungen so gewählt sind, daß die an der Stangenoberfläche und damit im Schlitz des Rohres befindlichen Kugeln in die Profilierung der Innenwand der Kolbenstange eingreifen. Durch diesen Aufbau werden die Kugeln im Kugelumlaufkanal über die Profilierung der Innenwand während einer Verschiebung der Kolben­ stange ständig rundgeführt. Hierbei treten sie aus dem Kugelumlaufkanal aus und gleiten oder rollen in dem genannten Schlitz des Rohres, getrieben von der Profilierung der Innenwand der Kolbenstange. Wird nun die Stange mit dem Kugelumlaufkanal axial relativ zu dem Schlitz des Rohres bewegt, so ist sofort ein weiterer Kugelumlauf mechanisch verhindert. Damit ist die Kolbenstange sofort formschlüssig blockiert. Ein Weiterbewegen der Kolbenstange ist ohne Zerstörung der Einrichtung nicht möglich.

Es ist aus Gründen der vereinfachten Fertigung vorteilhaft, wenn die Profilierung der Innenwand der Kolbenstange als Gewinde ausgebildet ist. Ein solches Gewinde läßt sich mit einfachen Mitteln herstellen.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß nur ein Kugelumlauf­ kanal mit zugehörigem Schlitz des Rohres im Bereich der Kolbenstangen­ durchführung durch den Zylinderboden vorgesehen ist. In der Regel ist nur ein einziger Kugelumlaufkanal ausreichend, um die anfallenden Kräfte aufzunehmen. Hierbei ist es vorteilhaft, diesen Kugelumlaufkanal im Bereich der Kolbenstangendurchführung durch den Zylinderboden vorzusehen, weil in dieser Anordnung der vollständige Hub des Arbeits­ zylinders auch tatsächlich ausgenützt werden kann.

Es ist besonders günstig und einfach in der Fertigung, wenn das stationär gehaltene Rohr mit einem Ende im Zylinderdeckel befestigt ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, daß die Stange durch den Zylinderdeckel nach außen geführt und dort mit einer Betätigungseinrichtung verbunden ist. Hierdurch wird es möglich, die Betätigung und damit die Arretierung, automatisch vorzunehmen in Abhängigkeit von irgendwelchen Ereignissen, die die Betätigungseinrich­ tung entsprechend ansteuern.

Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die Betätigungseinrichtung eine Verschiebeeinrichtung ist. Zwar würde die gewünschte Arretierung auch dann eintreten, wenn die Stange mit dem Kugelumlaufkanal verdreht würde. Bei einer Verdrehung ergibt sich jedoch eine ungünstigere Lastverteilung als bei einer Verschiebung. Die Verwendung einer Verschiebeeinrichtung zur Betätigung der Stange erweist sich somit als vorteilhaft.

Es ist dann ergänzend vorgeschlagen, daß das äußere Ende der Stange mit einem Betätigungskolben verbunden ist, der seinerseits in einem Betätigungszylinder angeordnet ist. Die Ausbildung der Betätigungsein­ richtung als Kolben-Zylindereinheit ist besonders einfach und es kann eine solche Betätigungseinrichtung auch mit dem ohnehin für die Betätigung des Arbeitszylinders vorhandenen Druckmedium beaufschlagt werden.

Es ist in weiterer Ausgestaltung vorteilhaft, wenn eine Verdrehsicherung für den Betätigungskolben vorgesehen ist. Wenn die Betätigungseinrich­ tung eine Verschiebeeinrichtung ist mit einem Betätigungskolben, dann muß darauf geachtet werden, daß eine Verdrehung der Stange nicht eintritt, weil eine unbekannte Verdrehung der Stange zur Funktionsun­ fähigkeit führt.

Eine andere Ausgestaltung wiederum sieht vor, daß der Betätigungs­ zylinder einen Zylinderkörper, einen Zylinderdeckel und einen Zylinder­ fuß aufweist, wobei der Betätigungskolben als Verdrehsicherung einen parallel zur Stange angeordneten Zylinderstift aufweist, der in einer entsprechend passenden Bohrung im Zylinderfuß gleitet. Es kann sich also um einen irgendwo in Richtung der Stange angeordneten Betäti­ gungszylinder aufweisen, wobei dieser Betätigungszylinder die übliche Bauart einer druckmittelbetätigten oder strömungsmittelbetätigten Einheit aufweisen kann. Die beschriebene Verdrehsicherung sorgt hierbei auf einfache Weise für die notwendige Verdrehsicherheit. Grundsätzlich kann jedoch jede beliebige Verdrehsicherung verwendet werden, die mit den jeweiligen Bauteilen zusammenarbeiten kann.

Es ist dann weiter nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Zylinder­ deckel einen Druckmittelanschluß aufweist zur Beaufschlagung des Betätigungskolbens mit Druckmittel, wobei in umgekehrter Richtung der Betätigungskolben von elastischen Mitteln beaufschlagt wird. Hierdurch kann die Einheit verschiebefähig gehalten werden solange Druckmittel mit ausreichendem Druck ansteht. Fällt das Druckmittel aus, überwiegt die Kraft der elastischen Mittel und die Einrichtung wird unverzüglich mechanisch und formschlüssig verriegelt.

Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die elastischen Mittel als Spiraldruck­ federn ausgebildet sind. Hierbei ist es denkbar, nur eine Feder zu verwenden, die konzentrisch zur Stange angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, rund um die Stange herum mehrere einzelne Spiraldruckfedern anzuordnen. Dies gibt auch eine zusätzliche Sicherheit für den Fall des Bruches einer Spiraldruckfeder.

Es ist dann weiter nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Zylinderfuß des Betätigungszylinders gleichzeitig Zylinderdeckel des Arbeitszylinders ist. Hierdurch wird die Anzahl der Bauteile verringert, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.

Es ist nach der Erfindung weiter vorgesehen, daß der Kugelumlaufkanal gebildet wird von zwei geneigt zueinander verlaufenden geraden Radial­ bohrungen durch die Stange, die miteinander einen Winkel einschließen, der sich zum Schlitz des Rohres hin öffnet und einer unteren, radial offenen, die beiden Radialbohrungen verbindenden Längsnut. Diese Gestaltung ermöglicht es, den Kugelumlaufkanal in die im Querschnitt kreisrunde Stange mit einfachen Werkzeugen und Arbeitsmethoden einzuarbeiten. Es müssen keinerlei Einsätze oder gekrümmte Bahnen mit aufwendigen Fertigungsmethoden hergestellt werden. Zwei einfache Bohrungen und eine einfache Längsnut reichen völlig aus.

Es ist hierbei vorteilhaft, wenn die Stirnflächen des Schlitzes eine den Umlauf der Kugeln fördernde Neigung aufweisen. Auch hierzu sind aufwendige Fertigungsmethoden nicht erforderlich. Es genügt, wenn dieser Schlitz mit einem Fingerfräser eingefräst wird, der in den jeweiligen Endlagen entsprechend geschwenkt wird zur Herstellung der gewünschten Neigung.

Es ist weiter nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß der Zylinder­ körper des Betätigungszylinders und der Zylinderdeckel des Arbeits­ zylinders einstückig ausgebildet sind. Hierdurch wird eine weitere Reduzierung der Bauteile erreicht. Die einstückige Ausbildung ist auch problemlos anfertigbar, weil der Betätigungszylinder nur sehr kurzhubig ausgebildet sein kann.

Schließlich ist nach der Erfindung noch vorgeschlagen, daß die wirksame Kolbenfläche des Betätigungskolbens größer ist als die Kolbenfläche des Kolbens, der der Kolbenstange zugeordnet ist. Hierdurch ergibt sich auch bei niedrigen Betätigungsdrücken ein günstiges Kräfteverhältnis und eine hohe Schaltsicherheit.

Die Erfindung soll nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 Querschnitt durch einen Arbeitszylinder in verriegelter Stellung,

Fig. 2 Querschnitt wie Fig. 1, jedoch in Bewegungsstellung,

Fig. 3 Detailansicht des Rohres mit kugelge­ fülltem Schlitz in Ansicht des Pfeils A nach Fig. 1.

Der Arbeitszylinder 30 besteht im wesentlichen und in üblicher Weise aus einem Zylinderkörper 37 mit einem an einem Ende angeordneten Zylinderboden 34 und einem am anderen Ende angeordneten Zylinder­ deckel 16. Zur Versorgung des Zylinderskörpers 37 mit Druckmedium weist der Zylinderboden 34 einen Druckmittelkanal 18 und der Zylinder­ deckel 16 einen Druckmittelkanal 17 auf. Im Zylinderkörper 37 ist verschiebbar ein Kolben 1 angeordnet, der einseitig mit einer Kolben­ stange 2 verbunden ist, die durch den Zylinderboden 34 in üblicher Weise nach außen geführt ist. Hierbei können bei der Durchführung im Zylinderboden 34 die üblichen Gleitbüchsen und Dichtelemente vorge­ sehen sein, die hier nicht näher bezeichnet sind. Ebenso kann der Kolben 1 in üblicher Weise gegen die Zylinderwand des Zylinderkörpers 37 abgedichtet sein.

Die Kolbenstange 2 ist innen hohl über ihre gesamte Länge, wobei diese innere Längsbohrung 35 der Kolbenstange 2 durch den Kolben 1 hindurch fortgesetzt ist. Die innere Fläche der hohlen Kolbenstange 2 weist eine Profilierung 7 auf, die vorzugsweise als Rundgewinde gestaltet ist. Innerhalb dieser profilierten Längsbohrung 35 der Kolbenstange 1 ist stationär angeordnet ein Rohr 3, dessen Außendurchmesser so bemessen ist, daß es mit geringem Spiel zu den am weitesten innen liegenden Spitzen des Rundgewindes eingesetzt werden kann. Dieses stationär angeordnete Rohr 3 ist mit einem Ende - vorzugsweise über eine Gewinde - in den Zylinderdeckel 16 eingeschraubt.

Der Zylinderdeckel 16 weist konzentrisch zum Rohr 3 eine Bohrung auf, durch die eine Stange 4 hindurch in das Innere des Rohres 3 eingesetzt ist, so daß sich diese Stange 4 im Inneren des stationär angeordneten Rohres 3 in Längsrichtung verschieben läßt.

Der Zylinderdeckel 16 ist gleichzeitig Zylinderboden für einen mit dem Zylinderdeckel 16 einstückig ausgebildeten Zylinderkörper 32 eines Betätigungszylinders 29. Auf der anderen Seite weist der Zylinderkörper 32 einen Zylinderdeckel 15 auf. Dieser Zylinderdeckel 15 ist mit einem Druckmittelanschluß 31 ausgestattet. Innerhalb des Zylinderkörpers 32 des Betätigungszylinders 29 ist ein Betätigungskolben 12 angeordnet, der mit dem in den Zylinderkörper 32 hineinragenden Ende der Stange 4 fest verbunden ist, so daß die Stange 4 von einer Bewegung des Betätigungs­ kolbens 12 mit bewegt werden kann.

Exzentrisch zur Stange 4 weist der Betätigungskolben 12 einen parallel zur Stange 4 angeordneten Zylinderstift 11 auf, der in einer entspre­ chenden zylindrischen Bohrung 33 im Zylinderdeckel 16 gleitet und damit den Betätigungskolben 12 gegen Verdrehung sichert.

Sowohl der Zylinderdeckel 16 als auch der Arbeitskolben 12 weisen an ihren sich gegenüberliegenden Stirnseiten, um die Stange 4 herum verteilt, jeweils mehrere Federkammern 10 auf, in die Spiraldruckfedern 14 eingesetzt sind.

Der Zylinderkörper 32 kann in der Nähe des Bodens eine Belüftungs­ bohrung 38 aufweisen, durch die bei einer Bewegung des Arbeitskolbens 12 Luft einströmen kann oder Luft hinausgedrückt werden kann. Der Kolben 12 selbst kann in üblicher Weise gegen die Innenwand des Zylinderskörpers 32 abgedichtet sein, um dadurch zu verhindern, daß ein über den Druckmittelanschluß 31 eingebrachtes Druckmittel in den Zylinderraum gerät, der mit den Spiraldruckfedern 14 ausgerüstet ist.

Sowohl die Stange 4 als auch das Rohr 3 reichen bis in den Bereich der Kolbenstangendurchführung des Zylinderbodens 34 des Arbeitszylinders 30 für die Kolbenstange 2. In diesem Bereich weist die Stange 4 einen Kugelumlaufkanal 5 auf, der im wesentlichen aus zwei im Abstand zueinander radial verlaufenden Bohrungen 26 und 27 mit der Neigung 8 besteht, die beidseitig die Stange 4 radial durchdringen. Da die beiden Bohrungen 26 und 27 geneigt verlaufen, liegen auf der einen Seite die Durchtrittsöffnungen weiter auseinander als auf der anderen Seite. Auf der Seite, auf der die Durchtrittsöffnungen näher beieinander liegen, werden diese mit einer Längsnut 28 verbunden, die als Tiefenmaß das Maß des Bohrungsdurchmessers der Querbohrungen aufweist.

Auf der Seite, auf der die Durchtrittsöffnungen der Bohrungen 8 in Längsrichtung weiter voneinander entfernt liegen, weist das Rohr 3 einen in Längsrichtung verlaufenden Schlitz 25 auf. Die jeweils gerundeten Stirnflächen 9 dieses Schlitzes 25 sind in radialer Richtung so geneigt, daß der Schlitz in Richtung zur Stangenoberfläche 36 der Stange 4 hin länger wird. Schlitz 25, Bohrungen 26 und 27 und die erwähnte Verbindungsnut zwischen den Bohrungen 26 und 27 sind vollständig mit Kugeln 6 ausgefüllt. Hierbei ist vorzugsweise die Wandstärke des Rohres 3 so bemessen, daß sie etwa ²/₃ des Kugeldurchmessers der verwendeten Kugeln 6 als Wandstärke aufweist. Innendurchmesser und Außendurch­ messer dieses Rohres 3 können dann so gewählt sein, daß sich ein ergebendes Spiel zwischen dem Außendurchmesser der Stange 4 und dem engsten Innendurchmesser der hohlen Kolbenstange 2 gemittelt wird.

Der Druckmittelkanal 18 ist mit einer Druckmittelleitung 22 und der Druckmittelkanal 17 mit einer Druckmittelleitung 22′ verbunden. Diese münden in einem sogen. 5/3-Wegeventil 20, das seinen Namen daher hat, daß es fünf Druckmittelanschlüsse aufweist und in drei Schaltstellungen schaltbar ist. Es sind dies die Schaltstellungen a, b und 0. Die Wirkung dieser Schaltstellungen ist durch die entsprechenden Durchflußsymbole deutlich gemacht.

Zwischen den Leitungen 22 und 22′ ist ein Wechselrückschlagventil 19 angeordnet, daß mit je einer Seite mit der Leitung 22 bzw. 22′ verbunden ist. Eine Druckmittelleitung 21 als Ausgangsleitung aus dem Wechsel­ rückschlagventil 19 ist mit dem Druckmittelanschluß 31 des Zylinder­ deckels 15 verbunden.

Im drucklosen Zustand sorgen die Spiraldruckfedern 14 dafür, daß der Arbeitskolben 12 um den Hub 13 verfahren und gegen die Innenseite des Zylinderdeckels 15 angedrückt wird. Hierbei hat der Arbeitskolben 12 gleichzeitig in entsprechender Richtung die Stange 4 verschoben. Hierdurch ergibt sich eine Situation wie in Fig. 1 dargestellt. Wird die Kolbenstange 2 nun beispielsweise auf Zug belastet, so werden die Kugeln 6 über die Profilierung 7 in Zugrichtung mitgenommen und es wird die vorderste Kugel 6 gegen die Stirnfläche 9 des Schlitzes 25 im Rohr 3 gedrückt, wodurch die Kolbenstange mechanisch blockiert ist. Weiterhin wird Druck dadurch aufgenommen, daß die sich der ersten Kugel 6 nach rechts anschließende dritte Kugel an der Kugel abstützt, die im Kugelumlaufkanal 5 in der linken Bohrung 27 liegt. Diese Kugel wiederum gibt den entsprechenden Druck an die nachfolgenden Kugeln weiter, bis schließlich zur letzten im Inneren des Kugelumlaufkanals 5 angeordneten Kugel, die ihrerseits am Anschlagpunkt 23 von innen gegen die Wandung des Rohres 3 drückt und dort festgehalten wird. Der Kugelumlauf ist damit gesperrt. Da die Kugeln sich nun einerseits nicht bewegen können, andererseits aber über die Profilierung 7 formschlüssig mit der Kolbenstange 2 verbunden sind, ist die Kolbenstange 2 somit formschlüssig und mechanisch gesperrt. Diese Sperrung ist ebenso wirksam dann, wenn nicht eine Zugbelastung auf die Kolbenstange 2, sondern vielmehr in gleicher Anordnung eine Druckbelastung auf die Kolbenstange 2 ausgeübt wird. Bei einer Druckbelastung drückt die zweite Kugel von links auf die erste in der linken Bohrung 27 des Kugelumlaufkanals 5 befindliche Kugel, die nun wieder in gleicher Weise den Druck weitergibt durch den Kugelumlaufkanal 5 hindurch bis zur dort angeordneten letzten Kugel, die nun ihrerseits wieder am Anschlag­ punkt 23 gegen die Innenwandung des Rohres 3 gedrückt und dort dadurch festgehalten wird. Weiter kann auch die im Schlitz 25 befindliche erste Kugel rechts gegen die entsprechende Stirnfläche 9 des Schlitzes 25 des Rohres 3 gedrückt werden und damit ebenfalls auch dort eine formschlüssige Sperrung bewirken.

Soll nun die Kolbenstange 3 eingefahren, also in Fig. 1 der Kolben 1 nach rechts bewegt werden, so muß das 5/3-Wegeventil 20 in die Schaltposition b gefahren werden, so daß Strömungsmittelpunkt P über den Anschluß P 2 in die Druckmittelleitung 22 und damit über den Druckmittelkanal 18 auf die linke Seite des Kolbens 1 geführt wird, wodurch dieses Druckmittel versucht, den Kolben 1 nach rechts in Fig. 1 zu bewegen. Wegen der noch bestehenden Arretierung ist dies jedoch nicht möglich. Zur Lösung der Arretierung strömt auch über die Druckmittelleitung 22 und durch das Wechselrückschlagventil 19 und die Druckmittelleitung 21 über den Druckmittelanschluß 31 Druckmittel auf die Kolbenfläche 24 des Betätigungskolbens 12. Die Druckmittelleitung 21 wird hierbei automatisch vom Wechselrückschlagventil 19 freigegeben, das dann in der in Fig. 1 gezeigten Schaltposition steht. Das über den Druckmittelanschluß 31 nunmehr eintretende Druckmittel drückt den Betätigungskolben 12 gegen die Kraft der Spiraldruckfedern 14 um den Hub 13 nach links bis er die in Fig. 2 dargestellte Lage erreicht. Die Belüftungsbohrung 38 sorgt hierbei dafür, daß kein unerwünschter Gegendruck entsteht. Es ergibt sich eine Lage wie in Fig. 2 gezeichnet. In dieser Lage können die Kugeln 6 ungehindert von den Profilierungen 7 der Kolbenstange 2 in Längsrichtung durch den Schlitz 25 und durch die geneigt angeordnete gerade Radialbohrung 26 und die Längsnut 28 und durch die sich anschließende gerade Radialbohrung 27 rund bewegt werden. Es ist also eine ungehinderte Bewegung des Kolbens 1 nach rechts möglich, so daß die Kolbenstange 2 ungehindert einfahren kann. Ebenso ist die umgekehrte Bewegung möglich, bei der der Betätigungs­ kolben 12 die gleiche Lage, wie in Fig. 2 gezeichnet, beibehält. Ein Ausfahren der Kolbenstange 2 durch eine Bewegung des Kolbens 1 nach links wird einfach dadurch erreicht, daß das 5/3-Wegeventil 20 in die Schaltstellung a geschaltet wird, wodurch nunmehr die Druckmittellei­ tung 22′ über den Kanal P/P 4 beaufschlagt wird. Gleichzeitig wird hierdurch das Wechselrückschlagventil 19 in die andere als die in Fig. 1 gezeichnete Lage umgeschaltet, wodurch jedoch wiederum die Druckmit­ telleitung 21 in der bereits beschriebenen Weise beaufschlagt wird, so daß die Lage des Betätigungskolbens 12, wie in Fig. 2 gezeichnet, beibehalten werden kann. Es ist auch nun wieder eine ungehinderte Bewegung des Kolbens 1 und damit der Kolbenstange 2 möglich.

Soll nun in irgendeiner beliebigen Stellung eine formschlüssige Arretierung erfolgen, so wird einfach das 5/3-Wegeventil in die Schaltstellung 0 gefahren, wodurch sowohl die Druckmittelleitung 22 als auch die Druckmittelleitung 22′ über die Anschlüsse P 2-P 3 und P 4-P 5 auf Tank gelegt, also drucklos werden. Hierdurch wird gleichzeitig die Druckmittelleitung 21 drucklos, so daß der Betätigungskolben 12 von den Spiraldruckfedern sofort ganz nach rechts in die in Fig. 1 dargestellte Lage geschoben wird. Damit aber ist die bereits beschriebene mecha­ nische Arretierung bewirkt. Diese mechanische Arretierung kann in jeder beliebigen Stellung erfolgen. Die Schaltung erfolgt sehr rasch, weil der Schalthub sehr kurz gehalten werden kann. Es genügt ein Schalthub von ca. dem 1,5fachen Betrag des Durchmessers der verwendeten Kugeln.

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Kolben
2 Kolbenstange
3 Rohr
4 Stange
5 Kugelumlaufkanal
6 Kugel
7 Profilierung
8 Neigung
9 Stirnflächen
10 Federkammer
11 Zylinderstift
12 Betätigungskolben
13 Hub
14 Spiraldruckfeder
15 Zylinderdeckel
16 Zylinderdeckel
17 Druckmittelkanal
18 Druckmittelkanal
19 Wechselrückschlagventil
20 5/3-Wegeventil
21 Druckmittelleitung
22 Druckmittelleitung
22′ Druckmittelleitung
23 Anschlagpunkt
24 Kolbenfläche
25 Schlitz
26 gerade Radialbohrung
27 gerade Radialbohrung
28 Längsnut
29 Betätigungszylinder
30 Arbeitszylinder
31 Druckmittelanschluß
32 Zylinderkörper
33 Bohrung
34 Zylinderboden
35 Längsbohrung
36 Stangenoberfläche
37 Zylinderkörper
38 Belüftungsbohrung

Claims (16)

1. Arbeitszylinder mit einem Zylinderkörper, einem Zylinderboden und einem Zylinderdeckel sowie einem im Zylinderkörper beweglich angeordneten und mit einer Kolbenstange verbundenen Arbeitskol­ ben, wobei die Kolbenstange durch den Zylinderboden nach außen geführt ist und Zylinderboden sowie Zylinderdeckel jeweils einen in den Zylinderkörper hineinführenden Druckmittelkanal aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (2) eine auch durch den Kolben (1) hindurchgehende Längsbohrung (35) mit zahnartiger oder wellenartiger Profilierung (7) der Innenwand aufweist, in die hinein ein stationär gehaltenes Rohr (3) mit einer darin verschieblich angeordneten Stange (4) geführt ist, wobei die Stange (4) mindestens einen radial und parallel zur Längserstreckung der Stange (4) verlaufenden Kugelumlaufkanal (5) aufweist mit mindestens zwei im Abstand zueinander an der Stangenoberfläche austretenden Öffnungen, denen ein Schlitz (25) entsprechender Länge in der Wand des stationär gehaltenen Rohres (3) zugeordnet ist, wobei Kugel­ umlaufkanal (5) und Schlitz (25) vollständig mit Kugeln (6) ausgefüllt sind und wobei alle Abmessungen so gewählt sind, daß die an der Stangenoberfläche (36) und damit im Schlitz (25) des Rohres (3) befindlichen Kugeln in die Profilierung (7) der Innenwand der Kolbenstange (2) eingreifen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung (7) als Gewinde ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Kugelumlaufkanal (5) mit zugehörigem Schlitz (25) des Rohres (3) im Bereich der Kolbenstangendurchführung durch den Zylinder­ boden (34) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das stationär gehaltene Rohr (3) mit einem Ende im Zylinderdeckel (16) befestigt ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stange (4) durch den Zylinderdeckel (16) nach außen geführt wird und dort mit einer Befestigungseinrichtung (29) verbunden ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (29) eine Verschiebeeinrichtung ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende der Stange (4) mit einem Betätigungskolben (12) verbunden ist, der seinerseits in einem Betätigungszylinder (29) angeordnet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verdrehsicherung für den Betätigungskolben (12) vorgesehen ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Betätigungszylinder (29) einen Zylinderkörper (32), einen Zylinderdeckel (15) und einen Zylinderfuß (16) aufweist, wobei der Betätigungskolben (12) als Verdrehsicherung einen parallel zur Stange (4) angeordneten Zylinderstift (11) aufweist, der in einer entsprechend passenden Bohrung (33) im Zylinderfuß (16) gleitet.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zylinderdeckel (15) einen Druckmittelanschluß (31) aufweist zur Beaufschlagung des Betätigungskolbens (12) mit Druck­ mittel, wobei in umgekehrter Richtung der Betätigungskolben (12) von elastischen Mitteln beaufschlagt wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel als Spiraldruckfedern (14) ausgebildet sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zylinderfuß des Betätigungszylinders (29) gleich­ zeitig Zylinderdeckel (16) des Arbeitszylinders (30) ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kugelumlaufkanal gebildet wird von zwei geneigt zueinander verlaufenden geraden Radialbohrungen (26, 27) durch die Stange (4), die miteinander einen Winkel einschließen, der sich zum Schlitz (25) des Rohres (3) hin öffnet und einer unteren, radial offenen, die beiden Radialbohrungen (26, 27) verbindenden Längsnut (28).

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stirnflächen des Schlitzes (25) eine den Umlauf der Kugeln fördernde Neigung aufweisen.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Zylinderkörper (32) und Zylinderdeckel (16) des Arbeitszylinders (30) einstückig ausgebildet sind.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wirksame Kolbenfläche (24) des Betätigungskolbens (12) größer ist, als die Kolbenfläche des Kolbens (1).