EP1170512A1 - Fluid pressure actuator with mechanical locking device when unpressurized - Google Patents

Fluid pressure actuator with mechanical locking device when unpressurized Download PDF

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EP1170512A1
EP1170512A1 EP01114451A EP01114451A EP1170512A1 EP 1170512 A1 EP1170512 A1 EP 1170512A1 EP 01114451 A EP01114451 A EP 01114451A EP 01114451 A EP01114451 A EP 01114451A EP 1170512 A1 EP1170512 A1 EP 1170512A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
locking
working cylinder
unlocking
thread
Prior art date
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Granted
Application number
EP01114451A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1170512B1 (en
Inventor
Josef Büter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buemach Engineering International BV
Original Assignee
Buemach Engineering International BV
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Filing date
Publication date
Application filed by Buemach Engineering International BV filed Critical Buemach Engineering International BV
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Publication of EP1170512B1 publication Critical patent/EP1170512B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • F15B15/261—Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • F15B15/262—Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
    • F15B15/264—Screw mechanisms attached to the piston

Definitions

  • the invention relates to a working cylinder with mechanical Path blocking for use in hydraulic or pneumatic operated mechanisms, their movement in the event of failure the pressure energy through a mechanical locking system is hindered.
  • a similar solution of a blocking clamping device is described in the document DE 38 11 225 C2.
  • Several axially displaceable clamping jaws are pressed against the piston rod by spring elements for blocking.
  • the opening position is achieved with a cylinder-guided servo piston.
  • a device for clamping an axially moving rod is also disclosed in DE 37 07 046 A1.
  • the clamping takes place by means of a clamping sleeve with an outer cone, on which the inner cone of a piston which is under spring preload acts.
  • the clamping heads described have in common that in the case of large dynamic forces that occur, precise positioning is generally not possible due to the static friction.
  • the clamping also has a disadvantageous effect on the service life of functional parts, here the piston rod, since considerable friction is caused by static friction.
  • the dimensions of a working cylinder with such clamping devices are considerably larger, or if the clamping devices are mounted outside the cylinder, they are radially wide.
  • the solution of a device for locking a piston rod of a piston-cylinder arrangement disclosed in the document DE 3810183 A1 has almost the same disadvantages of wearing functional parts.
  • the piston has disc segments which can be displaced by means of springs, which are pressed onto conical surfaces on the disc surfaces by means of annular, piston-like actuating elements with conical actuating elements and thus pull the disc segments inwards against the pressure of the springs.
  • a hollow piston rod with an internal profile in which a displaceable, axially spring-loaded rod with a ball circulation channel with balls which engage in the profile of the piston rod is arranged.
  • the rod is connected to an actuating piston in an actuating cylinder which, when pressurized with the pressure medium of the working cylinder, displaces the rod in such a way that the balls can circulate freely and, in the event of a pressure drop, are brought into the blocking position, thus preventing the piston rod from moving further.
  • the document DE 297 20 838 U1 describes a working cylinder with an integrated lifting brake, which essentially consists of a brake cone and a brake piston, a non-positive coupling being present between them in the depressurized state.
  • the brake cone is connected to a threaded spindle in the hollow piston rod, which is driven by the working piston movement by means of a spindle nut.
  • the brake piston with a compression spring in a spring chamber is arranged in the bottom closure part.
  • the pressure medium available for actuating the working cylinder is used by guiding it into the piston chamber of the brake piston via a 4/3 valve and a separate connection on the working cylinder and removing it from the brake cone against the spring preload. The pressure is applied to the brake piston and the working piston at the same time, so that the release is always carried out under load, without a force-free decoupling.
  • this version of a lifting brake with a frictional brake arranged in the vicinity of the central axis of the working cylinder, can only be used for very small locking torques.
  • a pneumatic working cylinder for presetting the cylinder with an active or passive brake is disclosed in EP 0 648 942 A1.
  • a threaded rod is arranged, which is connected to a brake disc, the rotation and thus the piston movement of which is braked or blocked by means of a friction element.
  • the friction element is located on a locking element made of two interconnected piston elements, which are slidably arranged in a separate piston chamber with its own connection for the pressure medium.
  • the brake can be designed as an active or passive brake during assembly of the working cylinder. An additional, separately controlled pressure medium connection is always required to release or actuate the brake.
  • the position of the working piston is evaluated using a signal generator coupled to the threaded rod.
  • a working cylinder Due to the type of design and the interaction of the brake disc and the friction element, such a working cylinder can likewise only be used expediently when the locking torque is low.
  • Another cylinder with locking means is described in the document US 2 804 053.
  • This also has a working piston with a hollow piston rod, spindle nut, threaded spindle and an axially displaceable brake part connected to it, in the form of a brake disc, which is spring-loaded in engagement with another brake part in the form of a friction element in the depressurized state.
  • a special release piston with plunger which lifts the brake disc from the friction element when pressure is applied, is arranged in an additional piston chamber with a separate pressure medium connection.
  • the threaded spindle can only rotate in one direction, step by step.
  • the two ratchet wheels are kept apart from each other by means of spring preload, a small piston rod of a special piston in a separate piston chamber using an spring arranged in this to cause the disk to move axially with the first ratchet wheel.
  • This spring is counteracted by a second spring with higher preload in a drilled piston chamber of a second special piston on the sliding ratchet wheel.
  • the second special piston is moved by the loose extension rod when the piston rod of the working cylinder is in a predetermined position when retracting, whereby the second special piston with the disk of the ratchet wheel moves until it engages with the fixed ratchet wheel and prevents the piston rod from extending again becomes.
  • the piston chamber of the special piston is first pressurized, so that the ratchet wheels in engagement are separated and only then is the cylinder chamber for extending the piston rod pressurized by means of a necessary hydraulic control.
  • the object of the invention is a pressure medium operated Working cylinders with mechanical path locking too develop, the locking device integrated in the working cylinder which is accurate positioning and instant reliable blocking in the event of pressure loss guaranteed, no additional auxiliary energy and additional external Control elements and control lines for the Ent and Locking also requires a compact design allows.
  • the basic idea of the invention consists in the formation of a working cylinder with integrated mechanical locking of the translational movement of a hollow piston rod, which is coupled to a pierced piston, the inside of the bore of the piston having a thread which has an external thread, inside the hollow Piston rod arranged threaded spindle is engaged with a coupling profile at its lower end, and on the coupling profile a movable locking disc, with a ring gear on the underside, is positively axially displaceably mounted with a ring gear on the top of a fixed locking disc in the bottom part of the working cylinder Formgehemme forms, and the sprockets of the movable and the fixed locking disk are positively coupled to each other in the depressurized state.
  • the toothed ring of the axially displaceable locking disk can advantageously be changed for repair purposes.
  • a non-self-locking thread with a large pitch is preferably used in order to enable smooth, free rotation of the threaded spindle, which is mounted in high-quality plain bearings.
  • the pitch of the thread determines the value of the resulting negative reverse torque depending on the value of the force acting on the piston rod and the friction values between the functional parts of the working cylinder.
  • the locking device is pressure-dependent. A control integrated in the base part of the working cylinder always puts it into the blocked state when there is no operating pressure of a fluid or the pressure fails.
  • the locking device When the working cylinder is subjected to the operating pressure, the locking device is first released by lifting the spring-loaded, axially movable locking disk with the ring gear by means of an unlocking piston via a plunger relative to the ring gear of the fixed locking disk, so that the main piston of the working cylinder can only move afterwards becomes.
  • the threaded spindle is rotated with the positively coupled, axially movable locking disk.
  • the cylinder chamber of the unlocking piston is also depressurized, whereby the spring-loaded, axially displaceable locking disk coupled with the threaded spindle and positively coupled presses the unlocking piston back over the plunger and presses it with the ring gear against the ring gear of the fixed locking disk, producing a positive coupling and the rotation the threaded spindle locks immediately.
  • the control integrated in the base part of the working cylinder which works for the mechanical locking system consisting essentially of the rotating threaded spindle and the form lock, works with the normal operating pressure of the working cylinder.
  • the control has a central slide with fluid return channels that can be displaced slightly by a central position against spring forces, which is in neutral neutral position when depressurized, these fluid return channels are connected to the unlocking piston chamber, depressurize the unlocking piston chamber so that the fluid caused by the unlocking is released flows into the respective flow-oriented connection via non-return valves and is pressed into its initial position by the spring preload of the axially movable locking disk and the tappets of the unlocking piston.
  • fluid under pressure first flows through the channels, which lead to the unlocking piston chamber and piston chamber of the working cylinder.
  • Check valves with a defined preload are installed in each of these channels, which initially prevent the outflow into the piston chambers, with the extent of the pressure increase first displacing the central slide into its end position and then pressurizing the unlocking piston.
  • the unlocking piston moves the movable locking disk against the action of the locking spring via plunger, so that the unlocked state is present.
  • the preload valves, which prevent the outflow of the fluid into the respective piston chamber are set 10% higher in their preload than the preloaded check valves, which prevent the free flow into the unlocking piston chamber. In this way, the safe guarantee for the onset of the movement of the piston is only given after the mold lock has been unlocked.
  • Check valves are connected in parallel to the preload valves, which lead to the piston chambers of the working cylinder, to allow the fluid to flow out of the respective piston chamber.
  • the cylinder tube is advantageously double-walled with channels on the inner tube, as a result of which the fluid is conducted to and from the piston rod space without additional external lines via the control in the base part of the working cylinder.
  • the size of the axial force of the spring for the pretensioning of the axially movable locking disk must be such that, with sufficient locking quality, taking into account the dynamic loads acting on the working cylinder, it corresponds at least to the return torque impressed by the external load.
  • the turning of the working cylinder is prevented by flattening the base part and corresponding counterparts at the installation location, or, in the case of a simple version, via the stub axle of the spherical bearings.
  • the size of the working cylinder with mechanical travel lock does not differ in the radial dimensions and in the axial dimensions only insignificantly from that of a comparable working cylinder without travel blocking.
  • a working cylinder 1 with its main axis 2 in a double-walled cylinder tube 3 with channels 4 and radial groove 5 has a piston 6 with an internal thread 7, which is coupled to a hollow piston rod 8.
  • a threaded spindle 9 protrudes into the hollow piston rod 8, at the lower end of which a square 10 is integrally formed for positive coupling with a displaceable locking disk 11 with a first toothed ring 12, which is pretensioned by means of a locking spring 13.
  • a bottom part 23 composed of several individual parts with an inflow connection 24, which is connected via an upper line 25 to an inner annular chamber 26 and an upper connecting line 27 with an upper check valve chamber 28 with an upper check valve 29;
  • a drain connection 30, which is connected to a space 31, via a lower connecting line 32, an outer ring channel 33 and a line 34 with an oil return valve with valve space 35, a central slide 36 is arranged for controlling the pressurization of the unlocking piston 15.
  • the central slide 36 is held in the depressurized state by springs 37 in the defined central position, with a connection between an unlocking piston chamber 40 and the check valves 29; via its return flow channels 38 and a return flow bore 39; 35 exists.
  • an upper blocking tube 41 In the bottom part 23 there are furthermore an upper blocking tube 41, an oil return-leading blocking tube 42, to which, according to FIGS. 5 and 6, a check valve 43 (43.1; 43.2) is connected antiparallel, which is connected via an annular chamber 44 and a bore 45 (45.1; 45.2) in the locking tube 41; 42 flows out, arranged. 1 and 2, the upper locking tube 41 is connected to the channels 4 in the double-walled cylinder tube 3 via a left-hand annular chamber 46 and lines 47 (47.1; 47.2) and thus further via the radial groove 5 to a piston rod space 48.
  • the oil return-leading locking tube 42 is connected to a piston chamber 50 via a further line 49.
  • FIG. 2 also shows the connections between the unlocking piston chamber 40 and the inner annular chamber 26 via an upper connecting channel 51 with a further pre-stressed check valve 52 and between the outer ring channel 33 via a lower connecting channel 53 with an additional pre-stressed check valve 54 and the unlocking piston chamber 40 , 4, the double-walled cylinder tube 3 with its channels 4 and the threaded spindle 9 with the axial bore 21 and the radial bores 22 connected to it are additionally shown.
  • the mechanically acting locking system in a double-acting working cylinder 1 lies in its main axis 2, the autonomous control being arranged in the base part 23 and being actuated for normal operation only by the pressure of the inflow and outflow of the fluid. It essentially consists of a threaded spindle 9, an axially displaceable locking disk 11 with a first ring gear 12, which is mounted on the square 10 such that it cannot rotate, with a positive fit, and a fixed locking disk 18 with a second ring gear 17.
  • the teeth are the first Gear ring 12 of the displaceable locking disk 11 and that of the second ring gear 17 of the fixed locking disk 18 in engagement, positively coupled, the displaceable locking disk 11 having been moved by means of the locking spring 13 into this locking position on the square 10.
  • the displaceable locking disk 11 and the fixed locking disk 18 with the ring gears 12; 17, the pairing of the thread of the threaded spindle 9 with the internal thread 7 of the piston 6 and the locking spring 13 are the decisive functional elements of the mechanical locking system, the latching, positive engagement of the teeth of the two ring gears 12; 17 works as a mold.
  • the fixed locking disk 18 can be detached from the base part 23 in a known manner, but is non-positively and positively connected. At a suitable point on the outer jacket of the base part 23, flats can be worked in, which ensure a rotationally secure external coupling of the working cylinder 1 when larger reverse torques can be safely absorbed. Smaller reverse torques can be guided over the axis of the working cylinder 1 in order to generate a counter torque via a thru-axle bearing connected to the piston rod 8.
  • State 1 the locked system is to be unlocked when the piston rod 8 is retracted by the inflow of a pressurized fluid.
  • the pressurized fluid is introduced via the inflow connection 24 and passes via the upper line 25 into the inner annular chamber 26, from which it passes further via the upper connecting line 27 into the upper check valve chamber 28, which enables the outflow into the upper shut-off tube 41.
  • the locking tubes 41; 42 each have a bias valve 55 (55.1; 55.2) on their left end.
  • the blocking tubes 41; 42 are the check valves 43.1; 43.2 switched antiparallel in order to enable the backflow from the respective run-oriented piston rod chamber 48 or piston chamber 50.
  • the preload of the preload valves 55.1; 55.2 is dimensioned such that there is a guarantee that the central slide 36, which is held in a non-pressurized state by the springs 37 in a defined central position, is pressed into its right-hand end position when the piston rod 8 is retracted before the preload valve 55.1 transfers the fluid the line 47.1, the channels 4 and the radial groove 5 can flow into the piston rod space 48. In the right-hand end position of the central slide 36, its return flow channels 38 are displaced such that the unlocking piston 15 can be pressurized with the fluid.
  • the fluid to be removed from the piston chamber 50 during the retracting movement of the piston rod 8 flows via the further line 49 through the check valve 43.2, the annular chamber 44 and the bore 45.2 into the oil-returning blocking tube 42 and further via the oil-returning valve with valve chamber 35, line 34 , the outer ring channel 33, the lower connecting line 32 to the drain connection 30.
  • State 2 - the unlocked system is to be locked immediately when the piston rod 8 retracts due to a sudden drop in the pressure of the fluid, for example an accident in the pressure line, in order to prevent the lowering of the external load.
  • the size of the force of the locking spring 13 is dimensioned such that the return torque introduced as a result of the action of an external load on the piston rod 8 via the rotating threaded spindle 9 is held against rotation. Leakage oil from the displacement 14 and the area of the locking spring 13 are discharged into the piston space 50 in a known manner via the check valve 20 with each stroke of the unlocking piston 15.
  • the threaded spindle 9 is received, as is technically customary, by a plain bearing and held by means of a thrust washer and a locking ring.

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Abstract

The cylinder has an internal thread (7) in the boring of its piston (6), in working connection with the thread of a threaded spindle (9). This spindle has a coupling profile at the lower end, on which a locking disk (11) with first gear crown can move axially. This gear crown is engaged with a second gear crown (17) on a fixed locking disk (18).

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 gehindert ist.The invention relates to a working cylinder with mechanical Path blocking for use in hydraulic or pneumatic operated mechanisms, their movement in the event of failure the pressure energy through a mechanical locking system is hindered.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind mechanische Sperrsysteme für Arbeitszylinder bekannt, 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.
Die Druckschrift DE 35 10 643 A1 beschreibt einen Klemmkopf zur Fixierung einer Stange mittels von Aussen auf diese angreifendem Klemmelement mit schräger Führungsfläche, das von einem mittels Servokolben verschiebbaren, unter Federvorspannung stehendem Spannelement betätigt wird.
Eine ähnliche Lösung einer blockierenden Klemmvorrichtung wird in der Druckschrift DE 38 11 225 C2 beschrieben. Mehrere axial in Führungen verschiebbare Klemmbacken werden durch Federelemente zur Blockierung an die Kolbenstange gepresst. Die Öffnungslage wird mit einem zylindergeführten Servokolben erreicht.
Eine 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.
Diesen beschriebenen Klemmköpfen ist neben einer aufwendigen Fertigung gemeinsam, dass generell bei auftretenden grossen dynamischen Kräften auf Grund der Haftreibung keine genaue Positionierung möglich ist. Nachteilig wirkt sich die Klemmung auch auf die Nutzungsdauer funktioneller Teile, hier der Kolbenstange aus, da durch die Haftreibung ein erheblicher Verschleiss bedingt ist. Die Abmessungen eines Arbeitszylinders mit derartigen Klemmvorrichtungen sind wesentlich grösser bzw. bei ausserhalb des Zylinders angebrachten Klemmvorrichtungen sind diese radial weit ausladend.
Mit fast den gleichen Nachteilen des Verschleisses von funktionellen Teilen ist die in der Druckschrift DE 3810183 A1 offenbarte Lösung einer Vorrichtung zur Verriegelung einer Kolbenstange einer Kolben-Zylinderanordnung behaftet. Zur Verriegelung weist der Kolben mittels Federn verschiebbare Scheibensegmente auf, die mittels ringförmiger, kolbenartiger Stellelemente mit konischen Stellelementen auf konische Flächen an den Scheibenflächen gedrückt werden und so die Scheibensegmente gegen den Druck der Federn nach innen ziehen. Im drucklosen Zustand werden die Scheibensegmente gegen den Innenmantel des Zylinderrohrs gepresst und blockieren so die Kolbenbewegung.
Eine andere Lösung, bei der die Blockierung der Bewegung einer Kolbenstange erzielt wird, beschreibt die Druckschrift DE 33 07 644 A1. 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.
Eine besondere Ausführung eines stufenlos verstellbaren Arbeitszylinders, der in der Lage ist, seine Position unter Last in beliebiger Zwischenstellung zuverlässig zu halten, wird in der Druckschrift DE 38 07 669 C2 offenbart. 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.
Die Druckschrift DE 297 20 838 U1 beschreibt einen Arbeitszylinder mit integrierter Hubbremse, die im Wesentlichen aus einem Bremskegel und einem Bremskolben besteht, wobei im Drucklosen Zustand eine kraftschlüssige Kopplung zwischen diesen vorliegt. Der Bremskegel ist mit einer, durch die Arbeitskolbenbewegung mittels Spindelmutter angetriebenen, Gewindespindel in der hohlen Kolbenstange verbunden. Der Bremskolben mit einer Druckfeder in einer Federkammer ist im Bodenverschlussteil angeordnet. Zum Lösen der Hubbremse wird das für die Betätigung des Arbeitszylinders vorhandene Druckmedium genutzt, indem dieses über ein 4/3 Ventil sowie einem separaten Anschluss am Arbeitszylinder in den Kolbenraum des Bremskolben geführt wird und dieser gegen die Vorspannung der Feder vom Bremskegel entfernt wird. Der Druck liegt dabei gleichzeitig am Bremskolben und Arbeitskolben an, so dass die Entriegelung stets unter Last, ohne kraftfreie Entkopplung erfolgt. Grundsätzlich ist diese Ausführung einer Hubbremse, mit in der Nähe der Zentralachse des Arbeitszylinders angeordneter reibschlüssiger Bremse nur für sehr kleine Sperrmomente anwendbar. Ein nach diesem Prinzip ausgeführter Arbeitszylinder für große Sperrmomente, wie sie für schwere Lasten als auch genaue Positionierungen erforderlich sind, müsste mit einer radial weit ausladenden Schraubkappe zur Aufnahme der Hubbremse ausgeführt sein, wodurch eine fertigungs- und kostenaufwändige Konstruktion entstünde, deren praktischer Anwendbarkeit enge Grenzen gesetzt sind.
Ein Pneumatik-Arbeitszylinder zur Voreinstellung des Zylinders mit aktiver oder passiver Bremse wird in der Druckschrift EP 0 648 942 A1 offenbart. In einer hohlen Kolbenstange mit einem Arbeitskolben mit einer Gewindemuffe ist eine Gewindestange angeordnet, die mit einer Bremsscheibe verbunden ist, deren Rotation und damit die Kolbenbewegung, mittels eines Reibelements gebremst bzw. gesperrt wird. Das Reibelement befindet sich an einem Feststellelement aus zwei miteinander verbundenen Kolbenelementen, die in einem separaten Kolbenraum mit einem eigenen Anschluss für das Druckmedium verschiebbar angeordnet sind. In Abhängigkeit vom Einsatzzweck kann die Bremse während der Montage des Arbeitszylinders als aktive oder passive Bremse ausgebildet sein. Zum Lösen bzw. Betätigen der Bremse ist in jedem Fall ein zusätzlicher, separat gesteuerter Druckmittelanschluss erforderlich. Die Position des Arbeitskolbens wird mit Hilfe eines mit der Gewindestange gekoppelten Signalgenerators ausgewertet. Auf Grund der Art Ausführung als auch des Zusammenwirkens von Bremsscheibe und Reibelement ist ein derartiger Arbeitszylinder ebenso nur bei notwendigen geringen Sperrmomenten sinnvoll einsetzbar.
Ein weiterer Arbeitszylinder mit Sperrmitteln wird in der Druckschrift US 2 804 053 beschrieben. Dieser weist ebenfalls einen Arbeitskolben mit hohler Kolbenstange, Spindelmutter, Gewindespindel und ein mit dieser verbundenes, axial verschiebbares Bremsenteil in Form einer Bremsscheibe, die unter Federvorspannung mit einem weiteren Bremsenteil in Form eines Reibelements im Drucklosen Zustand im Eingriff steht, auf. Zum Lösen der Bremse ist ein spezieller Lösekolben mit Stößel, der bei Druckbeaufschlagung die Bremsscheibe vom Reibelement abhebt, in einem zusätzlichen Kolbenraum mit separatem Druckmittelanschluss angeordnet. Auch diese aufwändige Lösung ist wegen der Friktionsbremse nur für relativ geringe Sperrmomente geeignet und bedingt einen zusätzlichen Druckmittelanschluss für den Lösekolben sowie eine zusätzliche Ansteuerung.
Die Druckschrift US 2 879 746 schlägt 2 Ausführungen eines Arbeitszylinders mit Mitteln zum mechanischen Sperren der Kolbenbewegung vor. Es sind unter anderem wiederum ein Arbeitskolben mit hohler Kolbenstange, Spindelmutter, Gewindespindel und ein mit dieser verbundenes Bremsenelement in Form einer Scheibe vorhanden. Im drucklosen Zustand wird zwischen der Schulter der Bremsscheibe sowie einem fest im Arbeitszylinder angeordnetem Gegenstück mittels eines unter Federvorspannung stehenden, speziell ausgebildeten Kolbens, mit eigenem Kolbenraum und separater Druckmittelzuführung, ein Reibschluss hergestellt. Das Lösen der Bremse erfolgt durch Druckmittelbeaufschlagung des speziell ausgebildeten Kolbens, wobei dieser axial verschoben wird. Der vorgeschlagene Arbeitszylinder mit mechanischer Sperrung mittels Reibschluss ist nur für Anwendungen mit geringen Sperrmomenten geeignet.
Des Weiteren wird auch in der Druckschrift US 3 442 176 ein aufwändiges Arbeitszylindersperrsystem in Form einer, nur in einer Drehrichtung wirkenden Ratschensperre, mit einem Arbeitskolben mit Spindelmutter, hohler Kolbenstange, Gewindespindel, in der ein loser Verlängerungsstab vom geschlossenen Ende der Kolbenstange verschoben werden kann, und einem an dieser montiertem Sperrmechanismus, beschrieben. Die Ratschensperre wird aus einem ersten, auf Keilen axial verschiebbarem, Ratschenrad an einer Scheibe an der Gewindespindel und einem, im Verschlussteil der Zylinders montiertem, zweiten Ratschenrad gebildet. Wenn die Zähne der Ratschenräder im Eingriff sind, kann sich die Gewindespindel nur in einer Richtung, schrittweise drehen. Die beiden Ratschenräder werden mittels Federvorspannung voneinander getrennt gehalten, wobei eine kleine Kolbenstange eines speziellen Kolbens in einem separaten Kolbenraum mittels einer, in diesem angeordneter Feder, eine axiale Verschiebung der Scheibe mit dem ersten Ratschenrad bewirkt. Dieser Feder wirkt eine zweite Feder, mit höherer Vorspannung, in einem gebohrten Kolbenraum eines zweiten speziellen Kolbens am verschiebbaren Ratschenrad entgegen. Der zweite spezielle Kolben wird vom losen Verlängerungsstab dann verschoben, wenn sich die Kolbenstange des Arbeitszylinders beim Einfahren in einer vorbestimmten Position befindet, wodurch sich der zweite spezielle Kolben mit der Scheibe des Ratschenrades bis zum Eingriff mit dem festen Ratschenrad verschiebt und ein Wiederausfahren der Kolbenstange verhindert wird. Zum Ausfahren der Kolbenstange wird zunächst der Kolbenraum des speziellen Kolbens mit Druckmittel beaufschlagt, so dass die im Eingriff befindlichen Ratschenräder getrennt werden und erst dann der Zylinderraum zum Ausfahren der Kolbenstange mittels einer notwendigen Hydraulikumsteuerung mit dem Druckmittel beaufschlagt.Mechanical locking systems for working cylinders are known from the general prior art, which act by a positive or non-positive blocking of the movement of the piston rod, systems with non-positive blocking predominating. For example, friction bodies are pressed by spring forces onto the inner or outer jacket of the piston rod, or else the inner jacket of the working cylinder tube, in order to prevent or block the movement of the piston rod under axial load by means of the frictional engagement achieved.
The document DE 35 10 643 A1 describes a clamping head for fixing a rod by means of a clamping element with an oblique guide surface which acts on the rod and which is actuated by a clamping element which is displaceable by means of servo pistons and is under spring tension.
A similar solution of a blocking clamping device is described in the document DE 38 11 225 C2. Several axially displaceable clamping jaws are pressed against the piston rod by spring elements for blocking. The opening position is achieved with a cylinder-guided servo piston.
A device for clamping an axially moving rod is also disclosed in DE 37 07 046 A1. Here, the clamping takes place by means of a clamping sleeve with an outer cone, on which the inner cone of a piston which is under spring preload acts.
In addition to a complex manufacturing process, the clamping heads described have in common that in the case of large dynamic forces that occur, precise positioning is generally not possible due to the static friction. The clamping also has a disadvantageous effect on the service life of functional parts, here the piston rod, since considerable friction is caused by static friction. The dimensions of a working cylinder with such clamping devices are considerably larger, or if the clamping devices are mounted outside the cylinder, they are radially wide.
The solution of a device for locking a piston rod of a piston-cylinder arrangement disclosed in the document DE 3810183 A1 has almost the same disadvantages of wearing functional parts. For locking purposes, the piston has disc segments which can be displaced by means of springs, which are pressed onto conical surfaces on the disc surfaces by means of annular, piston-like actuating elements with conical actuating elements and thus pull the disc segments inwards against the pressure of the springs. In the depressurized state, the disc segments are pressed against the inner jacket of the cylinder tube and thus block the piston movement.
Another solution in which the blocking of the movement of a piston rod is achieved is described in the document DE 33 07 644 A1. A device for non-positive clamping is built into the hollow piston rod, with clamping segments with friction linings on a support tube through a cone on an actuating rod, which is connected to a control piston in a control cylinder and biased into the clamping position by a spring, for blocking against the inner wall of the Piston rod are pressed.
A special embodiment of a continuously adjustable working cylinder, which is able to hold its position reliably under load in any intermediate position, is disclosed in the document DE 38 07 669 C2. This effect is achieved by means of a hollow piston rod with an internal profile, in which a displaceable, axially spring-loaded rod with a ball circulation channel with balls which engage in the profile of the piston rod is arranged. The rod is connected to an actuating piston in an actuating cylinder which, when pressurized with the pressure medium of the working cylinder, displaces the rod in such a way that the balls can circulate freely and, in the event of a pressure drop, are brought into the blocking position, thus preventing the piston rod from moving further.
The document DE 297 20 838 U1 describes a working cylinder with an integrated lifting brake, which essentially consists of a brake cone and a brake piston, a non-positive coupling being present between them in the depressurized state. The brake cone is connected to a threaded spindle in the hollow piston rod, which is driven by the working piston movement by means of a spindle nut. The brake piston with a compression spring in a spring chamber is arranged in the bottom closure part. To release the lifting brake, the pressure medium available for actuating the working cylinder is used by guiding it into the piston chamber of the brake piston via a 4/3 valve and a separate connection on the working cylinder and removing it from the brake cone against the spring preload. The pressure is applied to the brake piston and the working piston at the same time, so that the release is always carried out under load, without a force-free decoupling. Basically, this version of a lifting brake, with a frictional brake arranged in the vicinity of the central axis of the working cylinder, can only be used for very small locking torques. A working cylinder designed according to this principle for large locking torques, such as are required for heavy loads as well as precise positioning, would have to be designed with a radially widely protruding screw cap for receiving the lifting brake, which would result in a production and cost-intensive construction, the practical application of which is limited are set.
A pneumatic working cylinder for presetting the cylinder with an active or passive brake is disclosed in EP 0 648 942 A1. In a hollow piston rod with a working piston with a threaded sleeve, a threaded rod is arranged, which is connected to a brake disc, the rotation and thus the piston movement of which is braked or blocked by means of a friction element. The friction element is located on a locking element made of two interconnected piston elements, which are slidably arranged in a separate piston chamber with its own connection for the pressure medium. Depending on the application, the brake can be designed as an active or passive brake during assembly of the working cylinder. An additional, separately controlled pressure medium connection is always required to release or actuate the brake. The position of the working piston is evaluated using a signal generator coupled to the threaded rod. Due to the type of design and the interaction of the brake disc and the friction element, such a working cylinder can likewise only be used expediently when the locking torque is low.
Another cylinder with locking means is described in the document US 2 804 053. This also has a working piston with a hollow piston rod, spindle nut, threaded spindle and an axially displaceable brake part connected to it, in the form of a brake disc, which is spring-loaded in engagement with another brake part in the form of a friction element in the depressurized state. To release the brake, a special release piston with plunger, which lifts the brake disc from the friction element when pressure is applied, is arranged in an additional piston chamber with a separate pressure medium connection. This complex solution is also only suitable for relatively low locking torques due to the friction brake and requires an additional pressure medium connection for the release piston and additional control.
The document US 2 879 746 proposes 2 versions of a working cylinder with means for mechanically locking the piston movement. Among other things, there is again a working piston with a hollow piston rod, spindle nut, threaded spindle and a brake element connected to it in the form of a disk. In the depressurized state, a frictional connection is established between the shoulder of the brake disc and a counterpart fixed in the working cylinder by means of a spring-loaded, specially designed piston with its own piston chamber and separate pressure medium supply. The brake is released by pressurizing the specially designed piston, which is axially displaced. The proposed working cylinder with mechanical locking by means of friction locking is only suitable for applications with low locking torques.
Furthermore, in US Pat. No. 3,442,176 a complex working cylinder locking system in the form of a ratchet lock, which only works in one direction of rotation, with a working piston with a spindle nut, hollow piston rod, threaded spindle, in which a loose extension rod can be moved from the closed end of the piston rod, and a locking mechanism mounted thereon. The ratchet lock is formed from a first ratchet wheel axially displaceable on wedges on a disk on the threaded spindle and a second ratchet wheel mounted in the locking part of the cylinder. When the teeth of the ratchet wheels are engaged, the threaded spindle can only rotate in one direction, step by step. The two ratchet wheels are kept apart from each other by means of spring preload, a small piston rod of a special piston in a separate piston chamber using an spring arranged in this to cause the disk to move axially with the first ratchet wheel. This spring is counteracted by a second spring with higher preload in a drilled piston chamber of a second special piston on the sliding ratchet wheel. The second special piston is moved by the loose extension rod when the piston rod of the working cylinder is in a predetermined position when retracting, whereby the second special piston with the disk of the ratchet wheel moves until it engages with the fixed ratchet wheel and prevents the piston rod from extending again becomes. To extend the piston rod, the piston chamber of the special piston is first pressurized, so that the ratchet wheels in engagement are separated and only then is the cylinder chamber for extending the piston rod pressurized by means of a necessary hydraulic control.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder mit mechanischer Wegsperrung zu entwickeln, dessen Sperrvorrichtung im Arbeitszylinder integriert ist, die eine genaue Positionierung und eine sofortige zuverlässige Sperrung bei Druckausfall gewährleistet, keine zusätzliche Hilfsenergie sowie zusätzliche äussere Steuerungselemente und Steuerleitungen für die Ent-und Verriegelung benötigt als auch eine kompakte Bauweise ermöglicht.The object of the invention is a pressure medium operated Working cylinders with mechanical path locking too develop, the locking device integrated in the working cylinder which is accurate positioning and instant reliable blocking in the event of pressure loss guaranteed, no additional auxiliary energy and additional external Control elements and control lines for the Ent and Locking also requires a compact design allows.

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

Der Grundgedanke der Erfindung besteht in der Ausbildung eines Arbeitszylinders mit integrierter mechanischer Sperrung der translatorischen Bewegung einer hohlen Kolbenstange, die mit einem durchbohrten Kolben gekoppelt ist, wobei die Innenseite der Bohrung des Kolbens ein Gewinde aufweist, das mit einem Außengewinde einer, im Inneren der hohlen Kolbenstange angeordneten Gewindespindel mit einem Kopplungsprofil an derem unteren Ende im Eingriff steht, und auf dem Kopplungsprofil eine bewegliche Sperrscheibe, mit einem Zahnkranz an deren Unterseite, formschlüssig axial verschiebbar gelagert ist, der mit einem Zahnkranz an der Oberseite einer festen Sperrscheibe im Bodenteil des Arbeitszylinders ein Formgehemme bildet, und die Zahnkränze der beweglichen und der festen Sperrscheibe im drucklosen Zustand formschlüssig miteinander gekoppelt sind.
Vorteilhaft lässt sich insbesondere der Zahnkranz der axial verschiebbaren Sperrscheibe für Reparaturzwecke wechseln.
Für die Gewindepaarung zwischen dem Kolben und der Gewindespindel wird vorzugsweise ein nicht selbsthemmendes Gewinde mit grosser Steigung eingesetzt, um eine leichtgängige, freie Drehung der Gewindespindel, die in hochwertigen Gleitlagern gelagert ist, zu ermöglichen. Die Steigung des Gewindes bestimmt in Abhängigkeit vom Wert der auf die Kolbenstange einwirkenden Kraft und den Reibwerten zwischen den funktionellen Teilen des Arbeitszylinders den Wert des resultierenden negativen Rückdrehmoments.
Die Sperrvorrichtung wirkt druckabhängig. Sie wird durch eine im Bodenteil des Arbeitszylinders integrierte Steuerung immer dann in den Sperrzustand versetzt, wenn kein Betriebsdruck eines Fluids anliegt oder der Druck ausfällt. Bei Beaufschlagung des Arbeitszylinders mit dem Betriebsdruck wird zunächst die Sperrvorrichtung gelöst, indem die unter Federvorspannung stehende, axial bewegliche Sperrscheibe mit dem Zahnkranz mittels eines Entriegelungskolbens über Stößel gegenüber dem Zahnkranz der festen Sperrscheibe soweit angehoben wird, dass erst danach die Bewegung des Hauptkolbens des Arbeitszylinders ermöglicht wird. Während der Bewegung des, über die mit der Kolbenstange gekoppelten Teile des zu bewegenden Getriebes, gegen Verdrehen gesicherten Kolbens im Zylinderrohr wird eine Drehung der Gewindespindel mit der formschlüssig gekoppelten, axial beweglichen Sperrscheibe bewirkt. Unabhängig von der Bewegungsrichtung des Kolbens erfolgt bei nicht anliegendem Betriebsdruck eine sofortige mechanische Sperrung der Kolbenbewegung, indem die Drehbewegung der Gewindespindel im Gewinde des Kolbens durch das Formgehemme blockiert wird. Hierbei ist auch der Zylinderraum des Entriegelungskolbens drucklos, wodurch die unter Federvorspannung stehende, mit der Gewindespindel formschlüssig gekoppelte, axial verschiebbare Sperrscheibe den Entriegelungskolben über die Stößel zurückdrückt und mit dem Zahnkranz gegen den Zahnkranz der festen Sperrscheibe gepresst, eine formschlüssige Kopplung hergestellt wird und die Drehung der Gewindespindel damit sofort sperrt.
Die im Bodenteil des Arbeitszylinders integrierte Steuerung, die für das im Wesentlichen aus der rotierenden Gewindespindel und dem Formgehemme bestehenden, mechanische Sperrsystem arbeitet, funktioniert mit dem normalen Betriebsdruck des Arbeitszylinders. Die Steuerung weist in der Hauptachse des Arbeitszylinders einen um eine Mittellage gegen Federkräfte gering verschiebbaren Mittelschieber mit Fluidrückführungskanälen auf, der im drucklosen Zustand in neutraler Mittelstellung steht, diese Fluidrückführungskanäle mit dem Entriegelungskolbenraum in Verbindung stehen, den Entriegelungskolbenraum drucklos schalten, damit das die Entriegelung bewirkte Fluid in den jeweils ablauforientierten Anschluss über Rückschlagventile abströmt und durch die Federvorspannung der axial beweglichen Sperrscheibe über diese und die Stößel der Entriegelungskolben in seine Ausgangslage gedrückt wird.
Beim Entriegelungsvorgang strömt zunächst unter Druck stehendes Fluid über die Kanäle, die zum Entriegelungskolbenraum und Kolbenraum des Arbeitszylinders führen. In diese Kanäle sind jeweils Rückschlagventile mit definierter Vorspannung eingebaut, die den Abstrom in die Kolbenräume vorerst hindern, wobei im Maße der Druckerhöhung, erst der Mittelschieber in seine Endlage verschoben wird, und danach der Entriegelungskolben druckbeaufschlagt. Der Entriegelungskolben verschiebt über Stößel die bewegliche Sperrscheibe gegen die Wirkung der Sperrfeder, so dass der entsperrte Zustand gegeben ist.
Die Vorspannventile, die das Abströmen des Fluids in den jeweiligen Kolbenraum verhindern, sind in ihrer Vorspannung um 10% höher eingestellt als die vorgespannten Rückschlagventile, die den freien Zustrom in den Entriegelungskolbenraum hindern. Auf diese Weise ist die sichere Gewähr für das Einsetzen der Bewegung des Kolbens erst nach erfolgter Entriegelung des Formgehemmes gegeben.
Den Vorspannventilen, die zu den Kolbenräumen des Arbeitszylinders führen, sind zum Abströmen des Fluids aus dem jeweiligen Kolbenraum Rückschlagventile parallel geschaltet.
Günstigerweise ist das Zylinderrohr doppelwandig mit Kanälen am Innenrohr ausgebildet, wodurch das Fluid zum als auch vom Kolbenstangenraum ohne zusätzliche äußere Leitungen über die Steuerung im Bodenteil des Arbeitszylinders geleitet wird.
Zur sicheren Funktion des Formgehemmes muss die Größe der axialen Kraft der Feder für die Vorspannung der axial beweglichen Sperrscheibe so bemessen sein, dass diese bei ausreichender Rastgüte, unter Beachtung der auf den Arbeitszylinder einwirkenden dynamischen Lasten, mindestens dem durch die äußere Last aufgeprägten Rückdrehmoment entspricht.
Es ist auch vorstellbar, die formschlüssige Kopplung des Formgehemmes mit der axial beweglichen Sperrscheibe und der festen Sperrscheibe über die Zahnpaarungen durch eine kraftschlüssige Kopplung zu ersetzen.
Vorteilhaft wird der Hubraum des Entriegelungskolbens zur Gewährleistung dessen freier Verschiebbarkeit ständig ölfrei gehalten, indem unvermeidliches Lecköl bei jedem Hub des Entriegelungskolbens zur Entriegelung des Formgehemmes durch eine in der Zentralachse des Arbeitszylinders angeordnete Leckölleitung über ein Rückschlagventil in den Fluidkreislauf zurückgedrückt wird.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere in der zuverlässigen, sofortigen Sperrung der Bewegung der Kolbenstange des Arbeitszylinders bei nicht anliegendem Druck eines Fluids.
Die aktuelle Position der Kolbenstange wird ohne Bremsweg fixiert.
Ein Verschleiss funktioneller Teile des Arbeitszylinders tritt nicht ein.
Es sind keine zusätzlichen äußeren Steuerungselemente und Leitungen erforderlich.
Das Verdrehen des Arbeitszylinders wird durch Abflachungen am Bodenteil und entsprechende Gegenstücke am Einbauort verhindert, oder bei einfacher Ausführung über die Steckachse der Gelenklager.
Die Baugrösse des Arbeitszylinders mit mechanischer Wegsperrung unterscheidet sich in den radialen Abmessungen nicht und in den axialen Abmessungen nur unwesentlich von denen eines vergleichbaren Arbeitszylinders ohne Wegsperrung.The basic idea of the invention consists in the formation of a working cylinder with integrated mechanical locking of the translational movement of a hollow piston rod, which is coupled to a pierced piston, the inside of the bore of the piston having a thread which has an external thread, inside the hollow Piston rod arranged threaded spindle is engaged with a coupling profile at its lower end, and on the coupling profile a movable locking disc, with a ring gear on the underside, is positively axially displaceably mounted with a ring gear on the top of a fixed locking disc in the bottom part of the working cylinder Formgehemme forms, and the sprockets of the movable and the fixed locking disk are positively coupled to each other in the depressurized state.
In particular, the toothed ring of the axially displaceable locking disk can advantageously be changed for repair purposes.
For the thread pairing between the piston and the threaded spindle, a non-self-locking thread with a large pitch is preferably used in order to enable smooth, free rotation of the threaded spindle, which is mounted in high-quality plain bearings. The pitch of the thread determines the value of the resulting negative reverse torque depending on the value of the force acting on the piston rod and the friction values between the functional parts of the working cylinder.
The locking device is pressure-dependent. A control integrated in the base part of the working cylinder always puts it into the blocked state when there is no operating pressure of a fluid or the pressure fails. When the working cylinder is subjected to the operating pressure, the locking device is first released by lifting the spring-loaded, axially movable locking disk with the ring gear by means of an unlocking piston via a plunger relative to the ring gear of the fixed locking disk, so that the main piston of the working cylinder can only move afterwards becomes. During the movement of the piston in the cylinder barrel, which is secured against rotation via the parts of the transmission to be moved, which is coupled to the piston rod, the threaded spindle is rotated with the positively coupled, axially movable locking disk. Regardless of the direction of movement of the piston, when the operating pressure is not present, the piston movement is immediately mechanically blocked by blocking the rotary movement of the threaded spindle in the thread of the piston by the form lock. The cylinder chamber of the unlocking piston is also depressurized, whereby the spring-loaded, axially displaceable locking disk coupled with the threaded spindle and positively coupled presses the unlocking piston back over the plunger and presses it with the ring gear against the ring gear of the fixed locking disk, producing a positive coupling and the rotation the threaded spindle locks immediately.
The control integrated in the base part of the working cylinder, which works for the mechanical locking system consisting essentially of the rotating threaded spindle and the form lock, works with the normal operating pressure of the working cylinder. In the main axis of the working cylinder, the control has a central slide with fluid return channels that can be displaced slightly by a central position against spring forces, which is in neutral neutral position when depressurized, these fluid return channels are connected to the unlocking piston chamber, depressurize the unlocking piston chamber so that the fluid caused by the unlocking is released flows into the respective flow-oriented connection via non-return valves and is pressed into its initial position by the spring preload of the axially movable locking disk and the tappets of the unlocking piston.
During the unlocking process, fluid under pressure first flows through the channels, which lead to the unlocking piston chamber and piston chamber of the working cylinder. Check valves with a defined preload are installed in each of these channels, which initially prevent the outflow into the piston chambers, with the extent of the pressure increase first displacing the central slide into its end position and then pressurizing the unlocking piston. The unlocking piston moves the movable locking disk against the action of the locking spring via plunger, so that the unlocked state is present.
The preload valves, which prevent the outflow of the fluid into the respective piston chamber, are set 10% higher in their preload than the preloaded check valves, which prevent the free flow into the unlocking piston chamber. In this way, the safe guarantee for the onset of the movement of the piston is only given after the mold lock has been unlocked.
Check valves are connected in parallel to the preload valves, which lead to the piston chambers of the working cylinder, to allow the fluid to flow out of the respective piston chamber.
The cylinder tube is advantageously double-walled with channels on the inner tube, as a result of which the fluid is conducted to and from the piston rod space without additional external lines via the control in the base part of the working cylinder.
In order to ensure that the form inhibitor functions reliably, the size of the axial force of the spring for the pretensioning of the axially movable locking disk must be such that, with sufficient locking quality, taking into account the dynamic loads acting on the working cylinder, it corresponds at least to the return torque impressed by the external load.
It is also conceivable to replace the form-fitting coupling of the form-locking device with the axially movable locking disk and the fixed locking disk via the tooth pairings by a non-positive coupling.
The displacement of the unlocking piston is advantageously kept constantly oil-free in order to ensure that it can be moved freely, in that inevitable leak oil is pressed back into the fluid circuit via a check valve each time the unlocking piston strokes to unlock the mold inhibitor through a leak oil line arranged in the central axis of the working cylinder.
The advantages of the invention consist in particular in the reliable, immediate blocking of the movement of the piston rod of the working cylinder when the pressure of a fluid is not present.
The current position of the piston rod is fixed without braking distance.
Functional parts of the working cylinder do not wear out.
No additional external control elements and lines are required.
The turning of the working cylinder is prevented by flattening the base part and corresponding counterparts at the installation location, or, in the case of a simple version, via the stub axle of the spherical bearings.
The size of the working cylinder with mechanical travel lock does not differ in the radial dimensions and in the axial dimensions only insignificantly from that of a comparable working cylinder without travel blocking.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von

  • Fig. 1 als Schnitt A-A durch den Arbeitszylinder im verriegelten Zustand;
  • Fig. 2 als Teilschnitt A-A durch den Arbeitszylinder im Bereich des Bodenteils im entriegelten Zustand;
  • Fig. 3 als Schnitt B-B durch die Rückströmkanäle und den Rückschlagventilraum des Fluids aus dem Entriegelungskolbenraum;
  • Fig. 4 als Schnitt C-C durch das doppelwandige Zylinderrohr;
  • Fig. 5 als Schnitt D-D mit der Darstellung der Abströmleitung aus dem Kolbenraum zur Umgehung der Vorspannventile;
  • Fig. 6 als Teilschnitt E-E zur Darstellung des Vorspannventils näher erläutert.
    • The invention is based on an embodiment of
  • Figure 1 as a section AA through the cylinder in the locked state.
  • 2 shows a partial section AA through the working cylinder in the region of the base part in the unlocked state;
  • 3 shows a section BB through the return flow channels and the check valve chamber of the fluid from the unlocking piston chamber;
  • 4 shows a section CC through the double-walled cylinder tube;
  • 5 shows a section DD with the representation of the outflow line from the piston chamber to bypass the preload valves;
  • Fig. 6 is explained as a partial section EE to illustrate the bias valve.

    • Nach Fig. 1 und Fig. 2 weist ein Arbeitszylinder 1 mit seiner Hauptachse 2 in einem doppelwandigen Zylinderrohr 3 mit Kanälen 4 und Radialnut 5 einen Kolben 6 mit einem Innengewinde 7, der mit einer hohlen Kolbenstange 8 gekoppelt ist, auf. In die hohle Kolbenstange 8 ragt als Teil des Sperrsystems eine Gewindespindel 9, an derem unteren Ende ein Vierkant 10 zur formschlüssigen Kopplung mit einer verschiebbaren Sperrscheibe 11 mit einem ersten Zahnkranz 12, die mittels Sperrfeder 13 unter Vorspannung steht, angeformt ist. Zur Ableitung von Lecköl aus einem Hubraum 14 eines Entriegelungskolben 15, der über Stößel 16 (16.1; 16.2) den ersten Zahnkranz 12 mit der axial verschiebbare Sperrscheibe 11 aus einem zweiten Zahnkranz 17 einer festen Sperrscheibe 18 drückt, sind in der Gewindespindel 9 im Bereich des Hubraum 14 eine Bohrung 19, in der Hauptachse 2 ein Rückschlagventil 20 sowie mit einer Axialbohrung 21 in Verbindung stehende Radialbohrungen 22 angeordnet.
    In einem aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten Bodenteil 23 mit einem Zuflussanschluss 24, der über eine obere Leitung 25 mit einer inneren Ringkammer 26 sowie einer oberen Verbindungsleitung 27 mit einem oberen Rückschlagventilraum 28 mit einem oberen Rückschlagventil 29 in Verbindung steht; einem Abflussanschluss 30, der mit einem Raum 31, über eine untere Verbindungsleitung 32, einen äusseren Ringkanal 33 und einer Leitung 34 mit einem ölrücklaufführenden Ventil mit Ventilraum 35 in Verbindung steht, ist ein Mittelschieber 36 zur Steuerung der Druckbeaufschlagung des Entriegelungskolben 15 angeordnet.
    Der Mittelschieber 36 wird von Federn 37 im drucklosen Zustand in der definierten Mittellage gehalten, wobei über seine Rückströmkanäle 38 und eine Rückströmbohrung 39 eine Verbindung zwischen einem Entriegelungskolbenraum 40 und den Rückschlagventilen 29; 35 besteht.
    Im Bodenteil 23 sind des Weiteren ein oberes Sperrrohr 41, ein ölrücklaufführendes Sperrrohr 42, denen gemäss Fig. 5 und Fig. 6 jeweils ein Rückschlagventil 43 (43.1; 43.2) antiparallel geschaltet ist, das über eine Ringkammer 44 und einer Bohrung 45 (45.1; 45.2) in das Sperrrohr 41; 42 mündet, angeordnet. Das obere Sperrrohr 41 ist nach Fig. 1 und Fig. 2 über eine linke Ringkammer 46 sowie Leitungen 47 (47.1; 47.2) mit den Kanälen 4 im doppelwandigen Zylinderrohr 3 und somit weiter über die Radialnut 5 mit einem Kolbenstangenraum 48 verbunden. Das ölrücklaufführende Sperrrohr 42 ist über eine weitere Leitung 49 mit einem Kolbenraum 50 verbunden.
    Aus Fig. 2 gehen weiterhin die Verbindungen zwischen dem Entriegelungskolbenraum 40 und der inneren Ringkammer 26 über einen oberen Verbindungskanal 51 mit einem weiteren vorgespannten Rückschlagventil 52 als auch zwischen dem äusseren Ringkanals 33 über einen unteren Verbindungskanal 53 mit zusätzlichem vorgespannten Rückschlagventil 54 und dem Entriegelungskolbenraum 40 hervor.
    Im Schnittbild nach Fig. 4 werden ergänzend das doppelwandige Zylinderrohr 3 mit seinen Kanälen 4 sowie die Gewindespindel 9 mit Axialbohrung 21 und den mit dieser verbundenen Radialbohrungen 22 dargestellt.    1 and 2, a working cylinder 1 with its main axis 2 in a double-walled cylinder tube 3 with channels 4 and radial groove 5 has a piston 6 with an internal thread 7, which is coupled to a hollow piston rod 8. As part of the locking system, a threaded spindle 9 protrudes into the hollow piston rod 8, at the lower end of which a square 10 is integrally formed for positive coupling with a displaceable locking disk 11 with a first toothed ring 12, which is pretensioned by means of a locking spring 13. To discharge leakage oil from a displacement 14 of an unlocking piston 15, which presses the first ring gear 12 with the axially displaceable locking disk 11 from a second ring gear 17 of a fixed locking disk 18 via plunger 16 (16.1; 16.2), are in the threaded spindle 9 in the area of Displacement 14 has a bore 19, in the main axis 2 a check valve 20 and radial bores 22 connected to an axial bore 21.
    In a bottom part 23 composed of several individual parts with an inflow connection 24, which is connected via an upper line 25 to an inner annular chamber 26 and an upper connecting line 27 with an upper check valve chamber 28 with an upper check valve 29; A drain connection 30, which is connected to a space 31, via a lower connecting line 32, an outer ring channel 33 and a line 34 with an oil return valve with valve space 35, a central slide 36 is arranged for controlling the pressurization of the unlocking piston 15.
    The central slide 36 is held in the depressurized state by springs 37 in the defined central position, with a connection between an unlocking piston chamber 40 and the check valves 29; via its return flow channels 38 and a return flow bore 39; 35 exists.
    In the bottom part 23 there are furthermore an upper blocking tube 41, an oil return-leading blocking tube 42, to which, according to FIGS. 5 and 6, a check valve 43 (43.1; 43.2) is connected antiparallel, which is connected via an annular chamber 44 and a bore 45 (45.1; 45.2) in the locking tube 41; 42 flows out, arranged. 1 and 2, the upper locking tube 41 is connected to the channels 4 in the double-walled cylinder tube 3 via a left-hand annular chamber 46 and lines 47 (47.1; 47.2) and thus further via the radial groove 5 to a piston rod space 48. The oil return-leading locking tube 42 is connected to a piston chamber 50 via a further line 49.
    2 also shows the connections between the unlocking piston chamber 40 and the inner annular chamber 26 via an upper connecting channel 51 with a further pre-stressed check valve 52 and between the outer ring channel 33 via a lower connecting channel 53 with an additional pre-stressed check valve 54 and the unlocking piston chamber 40 ,
    4, the double-walled cylinder tube 3 with its channels 4 and the threaded spindle 9 with the axial bore 21 and the radial bores 22 connected to it are additionally shown.

    Das mechanisch wirkende Sperrsystem in einem doppelt wirkenden Arbeitszylinder 1 liegt in dessen Hauptachse 2, wobei die autarke Steuerung im Bodenteil 23 angeordnet ist und nur durch den Druck des Zu- und Abstroms des Fluids zum normalen Betrieb betätigt wird. Es besteht im Wesentlichen aus einer Gewindespindel 9, einer axial verschiebbaren Sperrscheibe 11 mit einem ersten Zahnkranz 12, die auf dem Vierkant 10 verdrehsicher, formschlüssig gelagert ist und einer festen Sperrscheibe 18 mit einem zweiten Zahnkranz 17. Bei drucklosem Arbeitszylinder 1 sind die Verzahnungen des ersten Zahnkranz 12 der verschiebbaren Sperrscheibe 11 und die des zweiten Zahnkranz 17 der festen Sperrscheibe 18 im Eingriff, formschlüssig gekoppelt, wobei die verschiebbare Sperrscheibe 11 mittels der Sperrfeder 13 in diese Sperrposition auf dem Vierkant 10 verschoben wurde.
    Die verschiebbare Sperrscheibe 11 und die feste Sperrscheibe 18 mit den Zahnkränzen 12; 17, die Paarung des Gewindes der Gewindespindel 9 mit dem Innengewinde 7 des Kolbens 6 und die Sperrfeder 13 sind die entscheidenden Funktionselemente des mechanischen Sperrsystems, wobei der rastende, formschlüssige Eingriff der Verzahnungen der beiden Zahnkränze 12; 17 als Formgehemme arbeitet. Es ist so bemessen, dass es gegen die Wirkung des Rückdrehmoments, welches über die Kopplung des Innengewindes 7 des Kolbens 6 mit der Gewindespindel 9 durch äussere Kräfte auf die Kolbenstange 8 entsteht, eine ausreichende Rastgüte gewährleistet. Die feste Sperrscheibe 18 ist in bekannter Weise mit dem Bodenteil 23 lösbar, jedoch kraft- und formschlüssig verbunden. Am Außenmantel des Bodenteils 23 können an geeigneter Stelle Abflachungen eingearbeitet sein, die für eine verdrehsichere äussere Kopplung des Arbeitszylinders 1 sorgen, wenn grössere Rückdrehmomente sicher aufzunehmen sind. Kleinere Rückdrehmomente können über die Achse des Arbeitszylinders 1 geführt werden, um ein Gegenmoment über eine mit der Kolbenstange 8 verbundene Steckachsenlagerung zu erzeugen.
    Die Funktion des Systems zur mechanischen Wegsperrung des Arbeitszylinders 1 wird nachfolgend an zwei wesentlichen Funktionszuständen näher erläutert.
    Zustand 1 - das gesperrte System soll bei einzufahrender Kolbenstange 8 durch den Zustrom eines unter Druck stehenden Fluids entriegelt werden.
    Über den Zuflussanschluss 24 wird das unter Druck stehende Fluid eingeleitet und gelangt über die obere Leitung 25 in die innere Ringkammer 26, aus der es weiter über die obere Verbindungsleitung 27 in den oberen Rückschlagventilraum 28 gelangt, der den Abstrom in das obere Sperrrohr 41 ermöglicht. Nach Fig. 1 und Fig. 2 weisen die Sperrrohre 41; 42 an ihrem linken Ende jeweils ein Vorspannventil 55 (55.1; 55.2) auf. Den Sperrrohren 41; 42 sind die Rückschlagventile 43.1; 43.2 antiparallel geschaltet, um den Rückfluss aus dem jeweils ablauforientierten Kolbenstangenraum 48 oder Kolbenraum 50 zu ermöglichen. Die Vorspannung der Vorspannventile 55.1; 55.2 ist so bemessen, dass die Gewähr dafür gegeben ist, dass der Mittelschieber 36, der im drucklosen Zustand über die Federn 37 in einer definierten Mittellage gehalten wird, bei einzufahrender Kolbenstange 8 in seine rechte Endlage gedrückt wird, bevor das Vorspannventil 55.1 das Fluid über die Leitung 47.1, die Kanäle 4 und die Radialnut 5 in den Kolbenstangenraum 48 abströmen lässt. In der rechten Endlage des Mittelschiebers 36 sind dessen Rückströmkanäle 38 so verschoben, dass der Entriegelungskolben 15 druckstabil mit dem Fluid beaufschlagt werden kann.
    Nachdem der Mittelschieber 36 seine rechte Endlage erreicht hat, strömt das über den oberen Verbindungskanal 51 und durch das weitere vorgespannte Rückschlagventil 52 in den Entriegelungskolbenraum 40, wodurch der Entriegelungskolben 15 axial, gegen die Wirkung der Vorspannung der Sperrfeder 13 über die verschiebbare Sperrscheibe 11 und die Stössel 16.1; 16.2, verschoben wird. Der Entriegelungskolben 15 verschiebt über die Stössel 16.1; 16.2 die verschiebbare Sperrscheibe 11 axial auf dem Vierkant 10 der Gewindespindel 9, wodurch der Eingriff - die formschlüssige Kopplung der Verzahnungen des ersten Zahnkranz 12 und des zweiten Zahnkranz 17 aufgehoben werden, der Sperrzustand aufgehoben ist. Der erforderliche Druck des Fluids , um den Sperrzustand mittels des Verschiebens des Entriegelungskolbens 15 aufzuheben ist in seinem Wert um mindestens 10% Prozent höher als der zum Verschieben des Mittelschiebers 36 benötigte Druck. Erst nach dem Verschieben des Entriegelungskolbens 15, der damit erzielten Entsperrung, und einer weiteren Druckerhöhung um mindestens weitere 10% gegenüber dem Druck zum Verschieben des Entriegelungskolbens 15, öffnet sich das Vorspannventil 55.1 des oberen Sperrrohrs 41, der Abstrom des Fluids zum Kolbenstangenraum 48 erfolgt.
    Mit der dann möglichen und erfolgenden Verschiebung des Kolbens 6, der über sein Innengewinde 7 mit dem Gewinde der Gewindespindel 9 in formschlüssiger Kopplung steht, ergibt sich deren rotierende Bewegung und damit auch der über den Vierkant 10 formschlüssig gekoppelten verschiebbaren Sperrscheibe 11. Die Bewegung des Kolbens 6 und der mit diesem gekoppelten Kolbenstange 8 bewirkt stets eine Rotation der Gewindespindel 9 und der mit dieser gekoppelten Elemente.
    Das während der einfahrenden Bewegung der Kolbenstange 8 aus dem Kolbenraum 50 abzuführende Fluid strömt über die weitere Leitung 49 durch das Rückschlagventil 43.2, die Ringkammer 44 und die Bohrung 45.2 in das ölrückführende Sperrrohr 42 sowie weiter über das ölrückführende Ventil mit Ventilraum 35, die Leitung 34, den äusseren Ringkanal 33, die untere Verbindungsleitung 32 zum Abflussanschluss 30.
    Zustand 2 - das entsperrte System soll bei einfahrender Kolbenstange 8 durch einen plötzlichen Abfall des Drucks des Fluids, beispielsweise Havarie der Druckleitung, sofort verriegelt werden, um die Absenkung der äußeren Last zu verhindern.
    Infolge des fehlenden Drucks im Arbeitszylinder 1 wird der Mittelschieber 36 durch die Federn 37 in die Mittellage verschoben, wobei die Rückströmkanäle 38 über die Rückströmbohrung 39 mit dem Entriegelungskolbenraum 40 in abflussorientierte Deckung gebracht werden und das Fluid vom Entriegelungskolben 15, der durch die Vorspannung der Sperrfeder 13 über die verschiebbare Sperrscheibe 11 und die Stößel 16 (16.1: 16.2) zurückgedrückt wird, aus dem Entriegelungskolbenraum 40 gedrückt wird.
    Gleichzeitig wird bewirkt, dass die Verzahnungen der Zahnkränze 12; 17 der Sperrscheiben 11, 18 wieder in Eingriff kommen und die verdrehsichere Kopplung durch Formschluss hergestellt ist. Die Größe der Kraft der Sperrfeder 13 ist so bemessen, dass das infolge der Wirkung einer äußeren Last auf die Kolbenstange 8 über die rotierende Gewindespindel 9 eingebrachte Rückdrehmoment verdrehsicher gehalten wird.
    Lecköl aus dem Hubraum 14 sowie dem Bereich der Sperrfeder 13 werden bei jedem Hub des Entriegelungskolbens 15 in bekannter Weise über das Rückschlagventil 20 in den Kolbenraum 50 abgeführt.
    In der praktischen Ausführung des beschriebenen Arbeitszylinders 1 wird die Gewindespindel 9 wie technisch üblich von einem Gleitlager aufgenommen und mittels Anlaufscheibe und Sicherungsring gehalten.     The mechanically acting locking system in a double-acting working cylinder 1 lies in its main axis 2, the autonomous control being arranged in the base part 23 and being actuated for normal operation only by the pressure of the inflow and outflow of the fluid. It essentially consists of a threaded spindle 9, an axially displaceable locking disk 11 with a first ring gear 12, which is mounted on the square 10 such that it cannot rotate, with a positive fit, and a fixed locking disk 18 with a second ring gear 17. When the working cylinder 1 is depressurized, the teeth are the first Gear ring 12 of the displaceable locking disk 11 and that of the second ring gear 17 of the fixed locking disk 18 in engagement, positively coupled, the displaceable locking disk 11 having been moved by means of the locking spring 13 into this locking position on the square 10.
    The displaceable locking disk 11 and the fixed locking disk 18 with the ring gears 12; 17, the pairing of the thread of the threaded spindle 9 with the internal thread 7 of the piston 6 and the locking spring 13 are the decisive functional elements of the mechanical locking system, the latching, positive engagement of the teeth of the two ring gears 12; 17 works as a mold. It is dimensioned in such a way that it ensures sufficient locking quality against the effect of the reverse torque which arises from the coupling of the internal thread 7 of the piston 6 with the threaded spindle 9 by external forces on the piston rod 8. The fixed locking disk 18 can be detached from the base part 23 in a known manner, but is non-positively and positively connected. At a suitable point on the outer jacket of the base part 23, flats can be worked in, which ensure a rotationally secure external coupling of the working cylinder 1 when larger reverse torques can be safely absorbed. Smaller reverse torques can be guided over the axis of the working cylinder 1 in order to generate a counter torque via a thru-axle bearing connected to the piston rod 8.
    The function of the system for mechanically blocking the working cylinder 1 is explained in more detail below using two essential functional states.
    State 1 - the locked system is to be unlocked when the piston rod 8 is retracted by the inflow of a pressurized fluid.
    The pressurized fluid is introduced via the inflow connection 24 and passes via the upper line 25 into the inner annular chamber 26, from which it passes further via the upper connecting line 27 into the upper check valve chamber 28, which enables the outflow into the upper shut-off tube 41. According to Fig. 1 and Fig. 2, the locking tubes 41; 42 each have a bias valve 55 (55.1; 55.2) on their left end. The blocking tubes 41; 42 are the check valves 43.1; 43.2 switched antiparallel in order to enable the backflow from the respective run-oriented piston rod chamber 48 or piston chamber 50. The preload of the preload valves 55.1; 55.2 is dimensioned such that there is a guarantee that the central slide 36, which is held in a non-pressurized state by the springs 37 in a defined central position, is pressed into its right-hand end position when the piston rod 8 is retracted before the preload valve 55.1 transfers the fluid the line 47.1, the channels 4 and the radial groove 5 can flow into the piston rod space 48. In the right-hand end position of the central slide 36, its return flow channels 38 are displaced such that the unlocking piston 15 can be pressurized with the fluid.
    After the middle slide 36 has reached its right end position, the flows via the upper connecting channel 51 and through the further biased check valve 52 into the unlocking piston chamber 40, whereby the unlocking piston 15 axially against the action of the bias of the locking spring 13 via the displaceable locking disk 11 and Ram 16.1; 16.2. The unlocking piston 15 moves over the plunger 16.1; 16.2 the displaceable locking disk 11 axially on the square 10 of the threaded spindle 9, whereby the engagement - the positive coupling of the toothings of the first ring gear 12 and the second ring gear 17 are canceled, the locked state is released. The value of the fluid pressure required to release the locked state by moving the unlocking piston 15 is at least 10% higher in value than the pressure required to move the central slide 36. Only after the unlocking piston 15 has been displaced, the unlocking achieved thereby, and a further pressure increase of at least a further 10% compared to the pressure for displacing the unlocking piston 15, does the preload valve 55.1 of the upper blocking tube 41 open, the outflow of the fluid to the piston rod chamber 48 takes place.
    With the then possible and ensuing displacement of the piston 6, which is in positive coupling via its internal thread 7 with the thread of the threaded spindle 9, this results in its rotating movement and thus also in the displaceable locking disk 11 coupled in a form-fitting manner via the square 10. The movement of the piston 6 and the piston rod 8 coupled to this always causes a rotation of the threaded spindle 9 and the elements coupled to it.
    The fluid to be removed from the piston chamber 50 during the retracting movement of the piston rod 8 flows via the further line 49 through the check valve 43.2, the annular chamber 44 and the bore 45.2 into the oil-returning blocking tube 42 and further via the oil-returning valve with valve chamber 35, line 34 , the outer ring channel 33, the lower connecting line 32 to the drain connection 30.
    State 2 - the unlocked system is to be locked immediately when the piston rod 8 retracts due to a sudden drop in the pressure of the fluid, for example an accident in the pressure line, in order to prevent the lowering of the external load.
    As a result of the lack of pressure in the working cylinder 1, the center slide 36 is displaced into the central position by the springs 37, the return flow channels 38 being brought into flow-oriented coverage with the unlocking piston chamber 40 via the return flow bore 39 and the fluid from the unlocking piston 15, which is caused by the pretensioning of the locking spring 13 is pushed back via the displaceable locking disk 11 and the plunger 16 (16.1: 16.2), is pressed out of the unlocking piston chamber 40.
    At the same time it is caused that the teeth of the ring gears 12; 17 of the locking disks 11, 18 come into engagement again and the twist-proof coupling is produced by positive locking. The size of the force of the locking spring 13 is dimensioned such that the return torque introduced as a result of the action of an external load on the piston rod 8 via the rotating threaded spindle 9 is held against rotation.
    Leakage oil from the displacement 14 and the area of the locking spring 13 are discharged into the piston space 50 in a known manner via the check valve 20 with each stroke of the unlocking piston 15.
    In the practical embodiment of the working cylinder 1 described, the threaded spindle 9 is received, as is technically customary, by a plain bearing and held by means of a thrust washer and a locking ring.

    Verwendete BezugszeichenReference symbols used

    11
    Arbeitszylinderworking cylinder
    22
    Hauptachsemain axis
    33
    doppelwandiges Zylinderrohrdouble-walled cylinder tube
    44
    Kanälechannels
    55
    Radialnutradial groove
    66
    Kolbenpiston
    77
    Innengewindeinner thread
    88th
    Kolbenstangepiston rod
    99
    Gewindespindelscrew
    1010
    Vierkantsquare
    1111
    verschiebbare Sperrscheibesliding lock washer
    1212
    erster Zahnkranzfirst ring gear
    1313
    Sperrfederlocking spring
    1414
    Hubraumcapacity
    1515
    Entriegelungskolbenunlocking
    1616
    Stößel (16.1; 16.2)Plunger (16.1; 16.2)
    1717
    zweiter Zahnkranzsecond ring gear
    1818
    feste Sperrscheibefixed lock washer
    1919
    Bohrungdrilling
    2020
    Rückschlagventilcheck valve
    2121
    Axialbohrungaxial bore
    2222
    Radialbohrungenradial bores
    2323
    Bodenteilthe bottom part
    2424
    Zuflussanschlussinlet connection
    2525
    obere Leitungtop line
    2626
    innere Ringkammerinner annulus
    2727
    obere Verbindungsleitungupper connecting line
    2828
    oberer Rückschlagventilraumupper check valve space
    2929
    oberes Rückschlagventilupper check valve
    3030
    Abflussanschlussoutflow
    3131
    Raumroom
    3232
    untere Verbindungsleitung lower connecting line
    3333
    äußerer Ringkanalouter ring channel
    3434
    Leitungmanagement
    3535
    ölrücklaufführendes Ventil mit Ventilraumoil return valve with valve chamber
    3636
    Mittelschiebermeans slide
    3737
    Federnfeathers
    3838
    Rückströmkanälereturn flow
    3939
    RückströmbohrungRückströmbohrung
    4040
    EntriegelungskolbenraumEntriegelungskolbenraum
    4141
    oberes Sperrrohrupper locking tube
    4242
    ölrücklaufführendes Sperrrohroil return locking tube
    4343
    Rückschlagventil (43.1; 43.2)Check valve (43.1; 43.2)
    4444
    Ringkammerannular chamber
    4545
    Bohrung (45.1; 45.2)Bore (45.1; 45.2)
    4646
    linke Ringkammerleft ring chamber
    4747
    Leitungen (47.1; 47.2)Lines (47.1; 47.2)
    4848
    KolbenstangenraumPiston rod space
    4949
    weitere Leitungfurther management
    5050
    Kolbenraumpiston chamber
    5151
    oberer Verbindungskanalupper connection channel
    5252
    weiteres vorgespanntes Rückschlagventilanother preloaded check valve
    5353
    unterer Verbindungskanallower connection channel
    5454
    zusätzliches vorgespanntes Rückschlagventiladditional preloaded check valve
    5555
    Vorspannventil (55.1; 55.2)Preload valve (55.1; 55.2)

    Claims (4)

    Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder (1) mit integrierter druckabhängiger mechanischer Sperrung der translatorischen Bewegung einer partiell hohlen Kolbenstange (8), die mit einem durchbohrten Kolben (6) gekoppelt ist, dessen Bohrung ein Innengewinde (7) aufweist, das mit dem Gewinde einer Gewindespindel (9) in Wirkverbindung steht, die am unteren Ende ein Kopplungsprofil aufweist, auf dem eine Sperrscheibe (11) mit einem ersten Zahnkranz (12) formschlüssig axial verschiebbar gelagert ist, die im drucklosen Zustand formschlüssig mit einem zweiten Zahnkranz (17) einer festen Sperrscheibe (18) im Bodenteil (23) des Arbeitszylinders (1) gekoppelt ist, wobei die beiden Zahnkränze (12; 17) der Sperrscheiben (11; 18) ein Formgehemme bilden, wobei in einem Bodenteil (23) eine vom Druck des Fluids zum Betrieb des Arbeitszylinders (1) abhängige Steuerung der mechanischen Sperrung des Formgehemmes angeordnet ist, die ohne zusätzliche äußere Steuerungselemente arbeitet und keinen separaten Druckmittelanschluss aufweist und indem eine kraftfreie Entsperrung durch einen Entriegelungskolben (15) mittels Vorspannventilen (55) und einem Mittelschieber (36) bewirkt wird sowie die Beaufschlagung des Kolbenstangenraums (48) oder des Kolbenraums (50) mit dem Druckfluid jeweils erst nach der Entriegelung des Sperrsystems mit diesem, erfolgt.Pressurized cylinder (1) with integrated pressure-dependent mechanical locking of the translational Movement of a partially hollow piston rod (8), which is coupled to a pierced piston (6), the Bore has an internal thread (7) with the thread a threaded spindle (9) is operatively connected to the has a coupling profile on the bottom Locking disc (11) with a first ring gear (12) in a form-fitting manner is axially displaceably mounted in the unpressurized Condition positive with a second ring gear (17) a fixed locking disc (18) in the base part (23) of the working cylinder (1) is coupled, the two sprockets (12; 17) of the locking disks (11; 18) a form lock form, in a bottom part (23) one of the pressure of the Fluids dependent on the operation of the working cylinder (1) Control of the mechanical locking of the mold block arranged is that without additional external controls works and has no separate pressure medium connection and by a force-free unlocking by an unlocking piston (15) by means of preload valves (55) and a Center slide (36) is effected as well as the loading the piston rod chamber (48) or the piston chamber (50) with the pressure fluid only after unlocking the Locking system with this, is done. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindepaarung zwischen dem Innengewinde (7) des Kolbens (6) und dem Gewinde der Gewindespindel (9) aus einem nicht selbsthemmenden Gewinde mit großer Steigung besteht. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the thread pairing between the internal thread (7) of the piston (6) and the thread of the threaded spindle (9) consists of a non-self-locking thread with a large pitch. Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der verschiebbaren Sperrscheibe (11) und der festen Sperrscheibe (18) eine Kopplung mittels Reibbelägen erfolgt.Working cylinder according to claims 1 and 2, characterized in that there is a coupling by means of friction linings between the displaceable locking disk (11) and the fixed locking disk (18). Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hubraum (14) eines Entriegelungskolbens (15) über seine Verdrängungswirkung während der Entriegelung ölfrei gehalten wird.Working cylinder according to claims 1 to 3, characterized in that a displacement (14) of an unlocking piston (15) is kept oil-free via its displacement effect during the unlocking.
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