EP1030065B1 - Fluid power cylinder with fluid locking - Google Patents

Abstract

The cylinder consists of a double-wall cylinder tube (1) with flow grooves, a guide part (2), a bottom closing part (3) and a piston rod (6) with piston (7) between a piston cavity (31) and an annular piston cavity (32). The bottom closing part contains a control cylinder cavity (8) with a control piston (15) kept in the blocking middle position by springs (13, 14) on either side.The unpressurized fluid in the piston cavities blocks the movement of the piston and its rod. When pressure is applied, the system is unblocked.

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder für den Einsatz als Differentialarbeitszylinder in hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Mechanismen, deren Bewegung bei Ausfall der Druckenergie gesperrt sein muß.The invention relates to a pressure-operated working cylinder for use as a differential working cylinder in hydraulically or pneumatically operated mechanisms, their movement is blocked if the pressure energy fails have to be.

Aus dem Stand der Technik sind druckmittelbetriebene Vorrichtungen zum Verstellen eines Getriebegliedes aus einer Lage in eine andere bekannt. Für bestimmte Einsatzfälle ist es aus funktionellen oder sicherheitstechnischen Gründen erforderlich, die Lage eines Gliedes in vorgegebener oder momentaner Stellung mittels Wegsperrsystemen zu fixieren. Diese Wegsperrsysteme können in mechanisch oder fluidisch wirkende unterteilt werden.Devices operated by pressure medium are from the prior art for adjusting a gear link from a Location known to another. For certain applications it for functional or safety reasons required the position of a link in a given or to fix the current position by means of blocking systems. These blocking systems can be mechanical or fluid acting can be divided.

Bekannte mechanische Sperrsysteme basieren zumeist auf dem Prinzip der form- oder kraftschlüssigen Kopplung der Kolbenstange mit dem Arbeitszylinderrohr. Sperrkörper, die zwischen Arbeitszylinderrohr und Kolbenstange angeordnet sind, werden durch Federkräfte auf deren inneren oder auch äußeren Mantel gepreßt und bewirken die Klemmung, wobei auch Systeme mit einer Klemmung am. Innenmantel der Kolbenstange bekannt sind. Neben diesen im Arbeitszylinder angeordneten Sperrsystemen werden auch solche, die als zusätzliches Bauteil in Verbindung mit einem Arbeitszylinder arbeiten eingesetzt. Die hierfür erforderlichen Armaturen und deren Schaltungstechnik werden außerhalb des Zylinders, auch direkt an diesem montiert. Die Entsperrung erfolgt durch direkte Beaufschlagung der Sperrvorrichtung mit dem Arbeitsdruck des Fluids oder über separate Steuerungen.Known mechanical locking systems are mostly based on the Principle of positive or non-positive coupling of the piston rod with the working cylinder tube. Locking body that arranged between the working cylinder tube and the piston rod are, by spring forces on their inner or also outer jacket pressed and cause the clamping, being also systems with a clamp on the inner surface of the piston rod are known. In addition to these arranged in the working cylinder Locking systems are also used as additional Work component in connection with a working cylinder used. The necessary fittings and their circuitry are outside the cylinder, also mounted directly on this. Unlocking is done by direct loading of the locking device with the Working pressure of the fluid or via separate controls.

Als ein Beispiel für dieses Wirkprinzip sei die Druckschrift DE 33 07 644 A1 angeführt, in der ein druckmittelbetätigter Arbeitszylinder mit Verriegelung in beliebigen Stellungen beschrieben wird, der eine hohle Kolbenstange aufweist, die in beliebigen Stellungen mit einem in die Kolbenstange vom Zylinderboden aus hineinragenden ortsfesten Stützrohr, dessen freies Ende ein radial bewegliches mechanisches Klemmelement trägt, bremsbar und feststellbar ist. Die mechanische Klemmvorrichtung wird über einen Steuerzylinder in Verbindung mit einem doppelt entsperrbaren, außerhalb des Zylinders angeordneten Rückschlagventil gesteuert. Die Entsperrung erfolgt durch den Betriebsdruck des Fluids und die Wegsperrung bei Ausfall des Drucks durch mechanisches Verklemmen.The publication is an example of this principle of action DE 33 07 644 A1, in which a pressure medium operated Working cylinder with locking in any Positions is described of a hollow piston rod has in any position with one in the Fixed piston rod protruding from the cylinder base Support tube, the free end of a radially movable mechanical clamping element carries, braked and lockable is. The mechanical clamping device is via a control cylinder in combination with a double unlockable check valve arranged outside the cylinder controlled. Unlocking is done by operating pressure of the fluid and the blocking in the event of pressure failure mechanical jamming.

Die Nachteile der mechanischen Sperreinrichtungen bestehen stets in der aufwendigen Fertigung. Haftreibungsbezogene Klemmsysteme unterliegen einem starken Verschleiß mit je nach Einsatzzweck relativ kurzer Lebensdauer und hohem Wartungsaufwand. Externe Klemmvorrichtungen am Arbeitszylinder bedingen radial weit ausladende Abmessungen. Eine genaue Positionierung ist in Systemen mit hohen dynamischen Kräften nicht gewährleistet.The disadvantages of the mechanical locking devices exist always in complex production. Stiction-related Clamping systems are subject to heavy wear and tear relatively short lifespan and high maintenance requirements depending on the intended use. External clamping devices on the working cylinder require radially protruding dimensions. An exact Positioning is in systems with high dynamic forces not guaranteed.

Bei fluidischen Wegsperrsystemen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden in den zum Betrieb des Arbeitszylinders vorhandenen Fluidschaltkreis einfach oder doppelt wirkende Sperrventile eingebaut, die auch entsperrbar ausgeführt sein können. Deren Anordnung erfolgt so, daß bei Druckausfall die Bewegung des Hauptkolbens des Arbeitszylinders gehindert wird, indem der Abfluß des Fluids aus den beiden Arbeitsräumen des Zylinders gesperrt ist und dieses als Sperrmittel zwischen den Kolbenflächen und den Sperrventilen wirkt. Die Entsperrung kann durch den Betriebsdruck oder eine gesonderte Steuerleitung erfolgen. Der Nachteil dieser Lösungen besteht in der Notwendigkeit zusätzlicher Bauelemente außerhalb des Arbeitszylinders. Bei direktem Anbau ergibt sich eine ausladende, sperrige Bauform, die eine Anpassung an die Mechanismentechnik erschwert. Bei entferntem Einbau besteht die Gefahr des Berstens der Druckleitungen und somit der Nichterzielung der notwendigen Wegsperrung. Zusätzliche mechanische Abstützvorrichtungen werden dadurch notwendig.In the case of fluidic barrier systems, which are from the state of the Technology are known to operate the working cylinder existing fluid circuit simple or Double-acting check valves installed, which can also be unlocked can be executed. Their arrangement is such that in the event of a pressure loss, the movement of the main piston of the working cylinder is prevented by the drain of the fluid the two working spaces of the cylinder is locked and this as a blocking agent between the piston surfaces and the Check valves works. Unlocking can be done by operating pressure or a separate control line. The disadvantage of these solutions is the necessity additional components outside the working cylinder. With direct attachment there is a bulky, bulky Design that complicates an adaptation to the mechanism technology. If installed remotely, there is a risk of bursting the pressure lines and thus the failure to achieve the necessary roadblocking. Additional mechanical support devices become necessary.

Eine fluidbetätigte Blockiereinrichtung zur Begrenzung einer vorgegebenen Relativgeschwindigkeit wird in der Druckschrift DE 44 06 186 C2 offenbart. Diese wird aus einem mit Fluid gefüllten Rohr als Zylinder mit beidseitigen Endstükken gebildet. Ein Endstück ist mit einer abgedichteten Kolbenstangendurchführung versehen. Der Kolben weist strömungsmäßige Verbindungen mit Ventilen zwischen den beiden durch den Kolben getrennten Zylinderkammern auf. Das Ventilverschlußglied wird durch Federkraft nachgiebig im Abstand zum Ventilsitz gehalten. Bei Überschreitung einer bestimmten Einschubgeschwindigkeit der Kolbenstange erhöht sich der Druck im jeweiligen Zylinderraum, so daß das Ventil schließt, das Fluid nicht mehr abfließt und die Sperrung erfolgt. Die Entsperrung erfolgt durch Bewegungsumkehr oder zumindest kurzzeitiger Entlastung. A fluid operated blocking device to limit a specified relative speed is in the publication DE 44 06 186 C2 discloses. This is made with one Fluid-filled tube as a cylinder with end pieces on both sides educated. One end piece is with a sealed piston rod bushing Mistake. The piston has flow Connections with valves between the two cylinder chambers separated by the piston. The valve closure member becomes resilient at a distance by spring force held to the valve seat. When a certain one is exceeded Insertion speed of the piston rod increased the pressure in the respective cylinder chamber, so that the valve closes, the fluid no longer drains and the blockage he follows. Unlocking is done by reversing movement or at least temporary relief.

Das Einsatzgebiet dieser fluidbetätigten Sperrvorrichtung ist auf die Wegsperrung bei Überschreitung einer Relativgeschwindigkeit oder einer Druckgrenze beschränkt. Bei einem denkbaren Einsatz als druckmittelbetätigter Arbeitszylinder wäre bei Ausfall des Drucks keine Wegsperrung möglich.The field of application of this fluid-operated locking device is on the path blocking when a relative speed is exceeded or a pressure limit. At a conceivable use as a pressure-operated working cylinder If the pressure failed, it would not be possible to block the way.

Des Weiteren ist aus der Druckschrift DE 295 05 413 U1 eine Arretiervorrichtung für einen beidseitig von einem Druckmittel beaufschlagbaren, verschiebbaren Kolben in einem Arbeitszylinder bekannt, bei der in jede der beiden an die Druckräume des Hydraulikzylinders angeschlossenen Druckzuführungsleitungen ein Rückschlagventil eingesetzt ist, die in einem Gehäuse diametral einander gegenüberliegend angeordnet und wischen denen sich ein verschiebbare Steuerkolben mit Stößeln zum Betätigen der Rückschlagventile befindet, dessen zugeordnete Druckräume mit den beiden Druckmittelzuführungen verbunden sind. Die Rückschlagventile werden jeweils mittels Federn in Schließstellung gehalte. Je nach Druckmittelzufuhr in einen der Druckräume des Steuerkolbens wird dieser verschoben und öffnet über den zugeordneten Stößel ein Rückschlagventil, wodurch das Druckmittel aus dem jeweils nicht mit Druck zu beaufschlagenden Kolben- oder Zylinderraum abströmen kann. Die Nachteile dieses Sperrprinzips bestehen darin, dass die Rückschlagventile erst bei anstehendem Arbeitsdruck auf dem jeweiligen Arbeitsraum gegen diesen, gegen die unter Last stehende Seite des Arbeitsraums geöffnet werden, wodurch keine ruckund spannungsfreie Entsperrung und ebenso Sperrung durch die Rückwirkung der Last erfolgen kann. Eine exakte Sperrung ist unter Beibehaltung der letzten Position nicht gewährleistet, da Leckverluste über die Sperrventile nicht zu vermeiden sind.Furthermore, from DE 295 05 413 U1 is a Locking device for a pressure medium on both sides actable, displaceable pistons in a working cylinder known in which in each of the two to the Pressure chambers of the hydraulic cylinder connected pressure supply lines a check valve is inserted which arranged diametrically opposite each other in a housing and wipe them with a sliding control piston with tappets for actuating the check valves, its associated pressure chambers with the two pressure medium feeds are connected. The check valves are held in the closed position by springs. Depending on the pressure medium supply in one of the pressure chambers of the control piston it is moved and opens via the assigned one Tappet a check valve, which reduces the pressure medium from the one not to be pressurized Piston or cylinder space can flow out. The disadvantages this blocking principle is that the check valves only when there is a working pressure on the respective Working space against this, against the one under load Side of the work area, which means no tension-free unlocking and also locking by the retroactive effect of the load can take place. An exact lock is not guaranteed while maintaining the last position, since leakage through the check valves does not increase are to be avoided.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen druckmittelbetriebenen Differentialarbeitszylinder mit fluidischer Wegsperrung zu entwickeln, der bei Ausfall der Druckenergie den Abfluß des Fluids verhindert, keine aufwendigen mechanischen Sperreinrichtungen besitzt, keine externen Klemmvorrichtungen benötigt, wartungsfrei ist, eine kompakte Bauweise aufweist, eine hinreichend genaue Positionierung ermöglicht und vorzugsweise in bewegten Systemen mit großen dynamischen Kräften eingesetzt wird sowie kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is a pressure medium operated Differential working cylinder with fluidic Roadblock to develop, in the event of loss of pressure energy prevents the outflow of the fluid, no expensive mechanical Has locking devices, no external clamping devices required, is maintenance-free, a compact Design has a sufficiently precise positioning enables and preferably in moving systems with large dynamic forces is used as well as inexpensive can be produced.

Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The task is performed by those listed in protection claim 1 Features solved. Preferred further developments result from the subclaims.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein druckmittelbetriebener Differentialarbeitszylinder in einem der beiden Verschlußteile, vorzugsweise im Bodenverschlußteil eine über den Betriebsdruck des Fluids gesteuerte Sperr- und Wegeventilkombination aus einem im drucklosen Zustand über Federn in Mittelstellung gehaltenen Steuerkolben mit Kanälen, die durch radial und axial eingebrachten Bohrungen gebildet werden, aufweist, der die Zu- und Abführungskanäle zu den Druckräumen des Arbeitszylinders über seine Mantelfläche in dieser Stellung absperrt, wobei durch eine geeignete Passungspaarung oder zusätzliche Dichtungen zwischen Steuerzylinderraum und Steuerkolben ein Abstrom des Fluids verhindert wird. Der Abfluß des Fluids aus den Druckräumen des Arbeitszylinders wird im drucklosen Zustand oder bei Ausfall des Betriebsdrucks verhindert und die Wegsperrung des Kolbens durch das in den Druckräumen eingeschlossene Fluid bewirkt.
Die Anschlüsse der Zu- und Ableitung des Fluids münden direkt in den jeweiligen Steuerzylinderraum des Steuerkolbens. Mit dieser Anordnung wird die Entsperrung durch die Einleitung des Fluids sichergestellt. In Abhängigkeit vom Einsatzfall kann die den Entriegelungsdruck bestimmende Federkraft für den Steuerkolben gewählt werden. Der Entriegelungsdruck sollte nicht unter 10% des Betriebsdrucks liegen, um Verschiebungen des Steuerkolbens durch Staudruck im Abfluß oder bei Dekompensationen bei der Entspannung im Druckraum zu vermeiden.
Das Zylinderrohr wird bei Differentialarbeitszylindern zweckmäßigerweise doppelwandig mit geeigneten Strömungsnuten zwischen den Rohrwandungen ausgeführt, um die Fluidzuund -abführungen aus den Kolbenräumen über die vorzugsweise im Bodenverschlußteil des Arbeitszylinders angeordnete Sperr- und Wegeventilkombination zu ermöglichen.The essence of the invention is that a pressure medium-operated differential working cylinder in one of the two closure parts, preferably in the bottom closure part, a locking and directional valve combination controlled by the operating pressure of the fluid from a control piston held in the non-pressurized state by springs in the central position with channels through radial and axial introduced holes are formed, which shuts off the supply and discharge channels to the pressure chambers of the working cylinder via its outer surface in this position, with an appropriate fit pairing or additional seals between the control cylinder chamber and the control piston preventing an outflow of the fluid. The outflow of the fluid from the pressure chambers of the working cylinder is prevented in the unpressurized state or if the operating pressure fails and the piston is blocked off by the fluid enclosed in the pressure chambers.
The connections for the supply and discharge of the fluid open directly into the respective control cylinder chamber of the control piston. With this arrangement, the unlocking is ensured by the introduction of the fluid. Depending on the application, the spring force that determines the release pressure for the control piston can be selected. The release pressure should not be below 10% of the operating pressure in order to avoid displacements of the control piston due to back pressure in the drain or in the event of decompensations when the pressure in the pressure chamber is released.
In the case of differential working cylinders, the cylinder tube is expediently designed with double walls with suitable flow grooves between the tube walls in order to enable the fluid inlets and outlets from the piston chambers via the blocking and directional valve combination preferably arranged in the bottom closure part of the working cylinder.

Eine Variante des druckmittelbetriebenen Arbeitszylinders mit fluidischer Wegsperrung weist, als zusätzliche Sicherheilt zur Wegsperrung, innerhalb des Bodenverschlußteils Sperrventile in den Zuführungen des Fluids vom Steuerkolben zu den Druckräumen auf, die durch zusätzliche Ventilschieber über Stößel, bei Fluidbeaufschlagung gesteuert werden.A variant of the pressure-operated working cylinder with fluidic blocking, as additional security to block the path, inside the bottom locking part Check valves in the supply lines of the fluid from the control piston to the pressure rooms by additional valve spools can be controlled via tappets when fluid is applied.

Die Vorteile der Erfindung bestehen gegenüber bekannten Lösungen durch die Verwendung des Fluids als eingeschlossenes Sperrmedium im drucklosen Zustand insbesondere im Wegfall aufwendiger, verschleißbehafteter mechanischer Klemmvorrichtungen. Äußere Abstützungen zur Sicherung von Mechanismen bei Druckausfall sind nicht erforderlich.
Es wird die Leckfreiheit des Differentialarbeitszylinders bezüglich des.Fluids erzielt.
Ein fluidbetriebener Arbeitszylinder mit der erfindungsgemäßen Wegsperrung ist wartungsfrei, weist. eine kompakte Bauweise mit einer für den jeweiligen Einsatzzweck technisch üblichen radialen Ausdehnung auf und gewährleistet eine hinreichend genaue Positionierung. Der Einsatz in bewegten Systemen mit großen dynamischen Kräften ist problemlos gewährleistet. The advantages of the invention are compared to known solutions due to the use of the fluid as an enclosed barrier medium in the unpressurized state, particularly in the absence of complex, wear-prone mechanical clamping devices. External supports to secure mechanisms in the event of pressure failure are not required.
The leakage of the differential working cylinder with respect to the fluid is achieved.
A fluid-powered working cylinder with the path lock according to the invention is maintenance-free. a compact design with a radial expansion that is technically customary for the respective application and ensures a sufficiently precise positioning. Use in moving systems with large dynamic forces is easily guaranteed.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von

Fig. 1 als Schnitt eines doppelwandigen Differentialarbeitszylinders mit Wegsperrsystem im drucklosen Zustand,

Fig. 2 als Schnitt im Bodenverschlußteil nach Fig. 1 zur Darstellung der Zu- und Ablaufanschlüsse sowie der Fluidzuführungsbohrungen im drucklosen Zustand,

Fig. 3 als Schnitt des Bodenverschlußteils mit dem in diesem integrierten Wegsperrsystem im entsperrten Zustand bei Druckbeaufschlagung im Kolbenraum des Arbeitszylinders,

Fig. 4 als Schnitt des Bodenverschlußteils mit dem in diesem integrierten Wegsperrsystem mit zusätzlichen über Stössel angesteuerten Ventilen im entsperrten Zustand bei Druckbeaufschlagung im Kolbenraum des Arbeitszylinders,

Fig. 5 als Schnitt im Bodenverschlußteil nach Fig.4 zur Darstellung der Zu- und Ablaufanschlüsse sowie der Fluidzuführungsbohrungen im drucklosen Zustand,

Fig. 6 als Schnitt durch das Bodenverschlußteil nach Fig.4 zur Darstellung der Stößel und Ventile

näher erläutert.The invention is described as an embodiment using

1 as a section of a double-walled differential working cylinder with a locking system in the depressurized state,

2 as a section in the bottom closure part according to FIG. 1 to show the inlet and outlet connections and the fluid supply holes in the depressurized state,

3 shows a section of the bottom closure part with the integrated locking system in the unlocked state when pressurized in the piston chamber of the working cylinder,

4 shows a section of the bottom closure part with the integrated way blocking system with additional valves controlled by tappets in the unlocked state when pressurized in the piston chamber of the working cylinder,

5 as a section in the bottom closure part according to FIG. 4 to illustrate the inlet and outlet connections and the fluid supply bores in the unpressurized state,

Fig. 6 as a section through the bottom closure part of Figure 4 to show the plunger and valves

explained in more detail.

Nach Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 besteht der Differentialarbeitszylinder mit integriertem Wegsperrsystem aus einem doppelwandigen Zylinderrohr 1 mit Strömungsnuten, einem Führungsteil 2 und einem Bodenverschlußteil 3, das eine Zylinderbodenplatte 4 mit einer Bohrung 5 aufweist sowie einer Kolbenstange 6 mit einem Kolben 7. Das Bodenverschlußteil 3 weist eine Axialbohrung als Steuerzylinderraum 8 mit einer oberen Bohrung 9,die in einen oberen Kanal 10 und einer unteren Bohrung 11, die in einen unteren Kanal 12 mündet, auf, in dem ein mittels einer linken Feder 13 und einer rechten Feder 14 in sperrender Mittelstellung gehaltener Steuerkolben 15 mit einer linken axialen Bohrung 16, die in eine untere radiale Bohrung 17 und einer rechten axialen Bohrung 18, die in eine obere radiale Bohrungen 19 mündet, angeordnet ist. Der Steuerkolben 15 ist im Bereich der unteren radialen Bohrung 17 mit einem linken Umlaufkanal 20 sowie im Bereich der oberen radialen Bohrung 19 mit einem rechten Umlaufkanal 21 ausgestattet über die der Strom des Fluids in Abhängigkeit von der Schaltstellung durch die radialen Bohrungen 17; 19 in beliebiger radialer Lage des Steuerkolbens 15 sichergestellt ist. Der Steuerkolben 15 wird im Steuerzylinderraum 8 durch Passungen abgedichtet, kann aber auch zusätzliche Dichtungen aufweisen. Die Federn 13; 14 werden von einer linken Verlängerung 22 und einer rechten Verlängerung 23 des Steuerkolbens 15 geführt, wobei die Enden der Verlängerungen 22; 23 gleichzeitig als linker Anschlag 24 und als rechter Anschlag 25 dienen.
Das Bodenverschlußteil 3 weist eine in üblicher Weise befestigte und abgedichtete Abschlußplatte 26 zur einfacheren Montage des integrierten Wegsperrsystems auf.
Der Anschluß des Differentialarbeitszylinders an einen Fluidkreislauf erfolgt über eine linke Anschlußöffnung 27, die in einen linken Steuerzylinderraum 28 und eine rechte Anschlußöffnung 29, die in einen rechten Steuerzylinderraum 30 mündet. Zum Ausfahren der Kolbenstange 6 wird über die linke Anschlußöffnung 27 ein Fluid zugeführt, das in den linken Steuerzylinderraum 28 strömt und den Steuerkolben 15 durch den erfolgenden Druckaufbau gegen die Vorspannung der rechten Feder 14 aus der sperrenden Mittelstellung bis zum rechten Anschlag 25 verschiebt. Die Verbindung vom linken Steuerzylinderraum 28 zum unteren Kanal 12 über die untere Bohrung 11 wird freigegeben, gleichzeitig wird die Verbindung des oberen Kanals 10 über die obere Bohrung 9 und den rechten Umlaufkanal 21 zur oberen radialen Bohrung 19, die mit der rechten axialen Bohrung 18 in Verbindung steht, hergestellt. Das Fluid fließt aus dem linken Steuerzylinderraum 28 durch die untere Bohrung 11, den unteren Kanal 12 und der Bohrung 5 in der Zylinderbodenplatte 4 zu einem Kolbenraum 31 des Differentialarbeitszylinders. Der Arbeitsdruck des Fluids wirkt auf den Kolben 7 und bewirkt das Ausfahren der Kolbenstange 6. Das Fluid, das sich in einem Ringkolbenraum 32 befindet, fließt durch eine Öffnung 33 im doppelwandigen Zylinderrohr 1 mit Strömungsnuten in einen linken Ringkanal 34 im Bodenverschlußteil 3, der zum oberen Kanal 10 offen ist. Vom oberen Kanal 10 fließt das Fluid weiter durch die obere Bohrung 9, über den rechten Umlaufkanal 21, die obere radiale Bohrung 19 und die rechte axiale Bohrung 18 im Steuerkolben 15, Ausströmnuten 35 am rechten Anschlag 25 in den rechten Steuerzylinderraum 30 sowie weiter durch die rechte Anschlußöffnung 29 zurück in den äußeren Fluidkreislauf.According to Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3, the differential working cylinder with integrated locking system consists of a double-walled cylinder tube 1 with flow grooves, a guide part 2 and a bottom closure part 3, which has a cylinder base plate 4 with a bore 5 and a piston rod 6 with a piston 7. The bottom closure part 3 has an axial bore as a control cylinder chamber 8 with an upper bore 9, which in an upper channel 10 and a lower bore 11, which opens into a lower channel 12, in which one by means of a left spring 13 and a right Spring 14 control piston 15 held in the blocking central position with a left axial bore 16 which is arranged in a lower radial bore 17 and a right axial bore 18 which opens into an upper radial bore 19. The control piston 15 is provided in the region of the lower radial bore 17 with a left circulation channel 20 and in the region of the upper radial bore 19 with a right circulation channel 21 via which the flow of the fluid as a function of the switching position through the radial bores 17; 19 is ensured in any radial position of the control piston 15. The control piston 15 is sealed in the control cylinder chamber 8 by fits, but can also have additional seals. The springs 13; 14 are guided by a left extension 22 and a right extension 23 of the control piston 15, the ends of the extensions 22; 23 serve simultaneously as a left stop 24 and as a right stop 25.
The bottom closure part 3 has an end plate 26 which is fastened and sealed in the usual way for easier assembly of the integrated path blocking system.
The differential working cylinder is connected to a fluid circuit via a left connection opening 27, which opens into a left control cylinder chamber 28 and a right connection opening 29, which opens into a right control cylinder chamber 30. To extend the piston rod 6, a fluid is supplied via the left connection opening 27, which flows into the left control cylinder chamber 28 and displaces the control piston 15 through the pressure build-up against the bias of the right spring 14 from the locking central position to the right stop 25. The connection from the left control cylinder chamber 28 to the lower channel 12 via the lower bore 11 is released, at the same time the connection of the upper channel 10 via the upper bore 9 and the right circulation channel 21 to the upper radial bore 19, which is connected to the right axial bore 18 in Connection is established. The fluid flows from the left control cylinder chamber 28 through the lower bore 11, the lower channel 12 and the bore 5 in the cylinder base plate 4 to a piston chamber 31 of the differential power cylinder. The working pressure of the fluid acts on the piston 7 and causes the piston rod 6 to extend. The fluid, which is located in an annular piston chamber 32, flows through an opening 33 in the double-walled cylinder tube 1 with flow grooves into a left annular channel 34 in the bottom closure part 3, which is used for upper channel 10 is open. From the upper channel 10, the fluid continues to flow through the upper bore 9, via the right circulation channel 21, the upper radial bore 19 and the right axial bore 18 in the control piston 15, outflow grooves 35 on the right stop 25 into the right control cylinder chamber 30 and further through the right connection opening 29 back into the outer fluid circuit.

Nach Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 weist eine Variante des fluidischen Wegsperrsystems im Bodenverschlußteil 3 im oberen Kanal 10 einen mehrkantigen oberen Stößel 36 auf, der von einem oberen Ventilschieber 37 in einem oberen Zylinderraum 38 bewegt wird und ein oberes Sperrventil 39 steuert. Der obere Stößel 36 wird im drucklosen Zustand von einer Stößelfeder A 40 so verschoben, daß das obere Sperrventil 39 geschlossen wird.
Das obere Sperrventil 39 besitzt einen Ventilraum A 41 mit Ventilsitz A 42, in dem ein mit einer Ventilfeder A 43 vorbelasteter Ventilkörper A 44 mit Nuten A 45, einem Dichtkegel A 46 sowie einem Ventilschaft A 47 angeordnet ist.
Im unteren Kanal 12 ist ein, mit einem mehrkantigen unteren Stößel 48, der von einem unteren Ventilschieber 49 in einem unteren Zylinderraum 50 bewegt wird, angesteuertes unteres Sperrventil 51 angeordnet. Der untere Stößel 48 wird im drucklosen Zustand von einer Stößelfeder B 52 so verschoben, daß das untere Sperrventil 51 geschlossen wird. Das untere Sperrventil 51 besitzt einen Ventilraum B 53 mit Ventilsitz B 54, in dem ein mit einer Ventilfeder B 55 vorbelasteter Ventilkörper B 56 mit Nuten B 57, einem Dichtkegel B 58 sowie einem Ventilschaft B 59 angeordnet ist.
Zum Ausfahren der Kolbenstange 6 wird der Arbeitszylinder über die linke Anschlußöffnung 27 mit einem Fluid beaufschlagt, das in den linken Steuerzylinderraum 28 strömt und den Steuerkolben 15 gegen die Vorspannung der rechten Feder 14 aus der sperrenden Mittelstellung bis zum rechten Anschlag 25 verschiebt. Die Verbindung vom linken Steuerzylinderraum 28 zum unteren Kanal 12 wird freigegeben, gleichzeitig wird die Verbindung des oberen Kanals 10 über die obere Bohrung 9 und den rechten Umlaufkanal 21 zur oberen radialen Bohrung 19,die mit der rechten axialen Bohrung 18 in Verbindung steht, hergestellt.
Das Fluid fließt aus dem linken Steuerzylinderraum 28 durch die untere Bohrung 11 in den unteren Kanal 12 und drückt den unteren Ventilschieber 49 bis zu einem Anschlag 60, wobei das Restfluid durch eine Verbindungsbohrung 61 aus dem unteren Zylinderraum 50 in den rechten Steuerzylinderraum 30 verdrängt wird. Zugleich wird über einen Kanal 62, der mit dem linken Steuerzylinderraum 28 und einem rechten Ringkanal 63 in der Abschlußplatte 26 in Verbindung steht, das Fluid zum oberen Zylinderraum 38 geleitet und verschiebt den oberen Ventilschieber 37 bis zu einem Schieberanschlag 64, wobei mit zunehmendem Druck das obere Sperrventil 39 vom oberen Stößel 36 über den Ventilschaft A 47 geöffnet wird. Der Druck im Kanal 12 öffnet zugleich auch den Dichtkegel B 58 des Ventilkörpers B 56 im unteren Sperrventil 51 gegen den Druck der Ventilfeder B 55 hebt ihn aus seinem Ventilsitz B 54 und es strömt Fluid über die Bohrung 5 in der Zylinderbodenplatte 4 in den Kolbenraum 31 und verschiebt den Kolben 7.
Das aus dem Ringkolbenraum 32 durch die Öffnung 33 über die Strömungsnuten im doppelwandigen Zylinderrohr 1 in den linken Ringkanal 34 abfließende Fluid wird durch das geöffnete obere Sperrventil 39 in den oberen Kanal 10 und weiter durch die obere Bohrung 9 über den rechten Umlaufkanal 21, der oberen radialen Bohrung 19 und der mit dieser verbundenen rechten axialen Bohrung 18 im Steuerkolben 15, den Ausströmnuten 35 in den rechten Steuerzylinderraum 30 über die in diesen mündende rechte Anschlußöffnung 29 in den äußeren Fluidkreislauf zurückgeführt.According to FIGS. 4, 5 and 6, a variant of the fluidic blocking system in the bottom closure part 3 in the upper channel 10 has a polygonal upper tappet 36, which is moved by an upper valve slide 37 in an upper cylinder chamber 38 and an upper blocking valve 39 controls. The upper plunger 36 is moved in the depressurized state by a plunger spring A 40 so that the upper shut-off valve 39 is closed.
The upper shut-off valve 39 has a valve chamber A 41 with valve seat A 42, in which a valve body A 44 preloaded with a valve spring A 43 with grooves A 45, a sealing cone A 46 and a valve stem A 47 is arranged.
A lower check valve 51, which is actuated by a polygonal lower plunger 48 and is moved in a lower cylinder chamber 50 by a lower valve slide 49, is arranged in the lower channel 12. The lower plunger 48 is moved in the depressurized state by a plunger spring B 52 so that the lower shut-off valve 51 is closed. The lower shut-off valve 51 has a valve chamber B 53 with a valve seat B 54, in which a valve body B 56 preloaded with a valve spring B 55 with grooves B 57, a sealing cone B 58 and a valve stem B 59 is arranged.
To extend the piston rod 6, the working cylinder is acted upon via the left connection opening 27 with a fluid which flows into the left control cylinder chamber 28 and moves the control piston 15 against the bias of the right spring 14 from the locking central position to the right stop 25. The connection from the left control cylinder chamber 28 to the lower channel 12 is released, at the same time the connection of the upper channel 10 via the upper bore 9 and the right circulation channel 21 to the upper radial bore 19, which communicates with the right axial bore 18, is established.
The fluid flows from the left control cylinder chamber 28 through the lower bore 11 into the lower channel 12 and presses the lower valve slide 49 up to a stop 60, the residual fluid being displaced from the lower cylinder chamber 50 into the right control cylinder chamber 30 through a connecting bore 61. At the same time, the fluid is directed to the upper cylinder chamber 38 via a channel 62, which is connected to the left control cylinder chamber 28 and a right annular channel 63 in the end plate 26, and displaces the upper valve spool 37 up to a slide stop 64, the pressure increasing Upper shut-off valve 39 is opened by the upper tappet 36 via the valve stem A 47. The pressure in the channel 12 also simultaneously opens the sealing cone B 58 of the valve body B 56 in the lower shut-off valve 51 against the pressure of the valve spring B 55 lifts it out of its valve seat B 54 and fluid flows through the bore 5 in the cylinder base plate 4 into the piston chamber 31 and moves the piston 7.
The fluid flowing out of the annular piston chamber 32 through the opening 33 via the flow grooves in the double-walled cylinder tube 1 into the left annular channel 34 is through the opened upper check valve 39 in the upper channel 10 and further through the upper bore 9 via the right circulation channel 21, the upper radial bore 19 and the associated right axial bore 18 in the control piston 15, the outflow grooves 35 in the right control cylinder chamber 30 via the right opening 29 opening into the outer fluid circuit.

Im Falle der Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens 7, erfolgt die Druckbeaufschlagung über die rechte Anschlußöffnung 29, wobei das Fluid in den rechten Steuerzylinderraum 30 strömt, den Steuerkolben 15 bis zum linken Anschlag 24 verschiebt und damit den Zustrom zum Ringkolbenraum 32, über die obere Bohrung 9, den Kanal 10, das obere Sperrventil 39 und den linken Ringkanal 34, zum doppelwandigen Zylinderrohr 1 mit Strömungsnuten, über Öffnung 33 bewirkt.
Durch das Verschieben des Steuerkolbens 15 erfolgt die gleichzeitige Druckbeaufschlagung des Ventilschiebers 49 über die Verbindungsbohrung 61, der bis zu einem Anschlag A 65 verschobenen wird und hierdurch den unteren Stößel 48 verschiebt, der über den Ventilschaft B 59 den Ventilkörper B 58 aus seiner Dichtposition verschiebt und so das untere Sperrventil 51 öffnet.
Der Abstrom des Fluids aus dem Kolbenraum 31 erfolgt über die Bohrung 5, die Nuten B 57 des geöffneten unteren Sperrventils 51, den unteren Kanal 12, die untere Bohrung 11, den linken Umlaufkanal 20, die untere radiale Bohrung 17, die linke axiale Bohrung 16 , den linken Steuerzylinderraum 28 und die linke Anschlußöffnung 27 zurück in den äußeren Fluidkreislauf. If the direction of movement of the piston 7 is reversed, the pressure is applied via the right connection opening 29, the fluid flowing into the right control cylinder chamber 30, displacing the control piston 15 up to the left stop 24 and thus the inflow to the annular piston chamber 32, via the upper bore 9, the channel 10, the upper check valve 39 and the left ring channel 34, to the double-walled cylinder tube 1 with flow grooves, via opening 33.
By displacing the control piston 15, the valve slide 49 is simultaneously pressurized via the connecting bore 61, which is displaced up to a stop A 65 and thereby displaces the lower tappet 48, which displaces the valve body B 58 from its sealing position via the valve stem B 59 and so the lower check valve 51 opens.
The outflow of the fluid from the piston chamber 31 takes place via the bore 5, the grooves B 57 of the opened lower shut-off valve 51, the lower channel 12, the lower bore 11, the left circulation channel 20, the lower radial bore 17, the left axial bore 16 , the left control cylinder chamber 28 and the left port 27 back into the external fluid circuit.

Verwendete BezugszeichenReference symbols used

11

doppelwandiges Zylinderrohrdouble-walled cylinder tube

22

Führungsteilguide part

33

BodenverschlußteilBase closure part

44

ZylinderbodenplatteCylinder base plate

55

Bohrungdrilling

6.6th

Kolbenstangepiston rod

77

Kolbenpiston

88th

SteuerzylinderraumControl cylinder chamber

99

obere Bohrungupper hole

1010

oberer Kanalupper channel

1111

untere Bohrunglower hole

1212

unterer Kanallower channel

1313

linke Federleft feather

1414

rechte Federright feather

1515

Steuerkolbenspool

1616

linke axiale Bohrungleft axial bore

1717

untere radiale Bohrunglower radial bore

1818

rechte axiale Bohrungright axial bore

1919

obere radiale Bohrungupper radial bore

2020

linker Umlaufkanalleft circulation channel

2121

rechter Umlaufkanalright circulation channel

2222

linke Verlängerungleft extension

2323

rechte Verlängerungright extension

2424

linker Anschlagleft stop

2525

rechter Anschlagright stop

2626

Abschlußplatteend plate

2727

linke Anschlußöffnungleft connection opening

2828

linker Steuerzylinderraumleft control cylinder room

2929

rechte Anschlußöffnungright connection opening

3030

rechter Steuerzylinderraumright control cylinder room

3131

Kolbenraumpiston chamber

3232

Ringkolbenraum Ring piston chamber

3333

Öffnungopening

3434

linker Ringkanalleft ring channel

3535

AusströmnutenAusströmnuten

3636

oberer Stößelupper plunger

3737

oberer Ventilschieberupper valve spool

3838

oberer Zylinderraumupper cylinder space

3939

oberes Sperrventilupper shut-off valve

4040

Stößelfeder ATappet spring A

4141

Ventilraum AValve room A

4242

Ventilsitz AValve seat A

4343

Ventilfeder AValve spring A

4444

Ventilkörper AValve body A

4545

Nuten AGrooves A

4646

Dichtkegel ASealing cone A

4747

Ventilschaft AValve stem A

4848

unterer Stößellower plunger

4949

unterer Ventilschieberlower valve spool

5050

unterer Zylinderraumlower cylinder space

5151

unteres Sperrventillower shut-off valve

5252

Stößelfeder BTappet spring B

5353

Ventilraum BValve room B

5454

Ventilsitz BValve seat B

5555

Ventilfeder BValve spring B

5656

Ventilkörper BValve body B

5757

Nuten BGrooves B

5858

Dichtkegel BSealing cone B

5959

Ventilschaft BValve stem B

6060

Anschlagattack

6161

Verbindungsbohrungconnecting bore

6262

Kanalchannel

6363

rechter Ringkanalright ring channel

6464

Schieberanschlagslide stop

6565

Schieberanschlag ASlider stop A

Claims (5)

1. Pressure medium-operated differential working cylinder having fluid travel blocking, consisting of a double-walled cylinder pipe (1) having flow grooves, a guide part (2), a base closure part (3) and a piston rod (6) having a piston (7) disposed between a piston chamber (31) and an annular piston chamber (32), in the base closure part (3) of which working cylinder a travel blocking system is integrated, wherein the fluid enclosed in the piston chamber (31) and annular piston chamber (32) in the non-pressurised state blocks the movement of the piston rod (6) having the piston (7) and is released under the action of pressure, characterised in that
   the travel blocking system consists of a control cylinder chamber (8) having a control piston (15) with ducts, which is held by means of a left-hand spring (13) and a right-hand spring (14) in a blocking middle position in which by means of the outer surface of the control piston (15) the supply and discharge ducts to the pressure chambers of the working cylinder are shut off, wherein the control piston (15) is provided with a left-hand axial bore (16) which issues into a lower radial bore (17) and with a right-hand axial bore (18) which issues into an upper radial bore (19), and wherein the flow of the fluid takes place through one of the radial bores (17; 19) in dependence upon the switching position of the control piston (15).
2. Pressure medium-operated differential working cylinder having fluid travel blocking as claimed in claim 1, characterised in that
   in separate ducts (10; 12) in the base closure part (3) are disposed valve slides (37; 49) having tappets (36; 48) and shut-off valves (39; 51) which are connected upstream of the control cylinder chambers (28; 30) of the control piston (15) and are actuated independently before the control piston (15) is acted upon by pressure.
3. Pressure medium-operated differential working cylinder having fluid travel blocking as claimed in claims 1 and 2, characterised in that
   the ducts for supplying the fluid to the pressure chambers (31; 32) are directed in the form of radial bores (17; 19) in connection with axial bores (16; 18) on the outer surface of the control piston (15).
4. Pressure medium-operated differential working cylinder having fluid travel blocking as claimed in claims 1 to 3, characterised in that
   the control piston (15) has peripheral ducts (20; 21) in the region of the radial bores (17; 19).
5. Pressure medium-operated differential working cylinder having fluid travel blocking as claimed in claims 1 to 4, characterised in that
   the base closure part (3) has a closing plate (26) in which a right-hand annular duct (63) is disposed.

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