EP1538343B1 - Verriegelungszylinder - Google Patents
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- EP1538343B1 EP1538343B1 EP04025023A EP04025023A EP1538343B1 EP 1538343 B1 EP1538343 B1 EP 1538343B1 EP 04025023 A EP04025023 A EP 04025023A EP 04025023 A EP04025023 A EP 04025023A EP 1538343 B1 EP1538343 B1 EP 1538343B1
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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
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- F15B15/26—Locking mechanisms
- F15B15/262—Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
- F15B15/264—Screw mechanisms attached to the piston
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- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
- F15B2015/1495—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type with screw mechanism attached to the piston
Definitions
- the invention relates to a locking cylinder with a cylinder and a piston which is movable by means of a fluid pressure medium parallel to the longitudinal axis of the cylinder, and which is provided with a piston thread which engages to form a non-self-locking thread with a spindle thread of a spindle which is rotatable about a rotational axis arranged parallel to the longitudinal axis of the cylinder and which has at least one outwardly open locking recess into which at least one locking body acted upon by spring force of a spring can engage, which is secured against rotation about the axis of rotation of the spindle and movable relative to the cylinder is mounted and which is translatable by means of the spring force of the spring in a locking position in which it engages in the locking recess of the spindle, so that then rotation of the spindle is blocked about its axis of rotation, and wherein the locking body using a it is fluid working against the spring force of the spring from the locking position into an unlocking position
- Such a locking cylinder has become known from JP 083 034 10 A.
- a large-volume locking piston through the central passage opening, a shaft of a ball screw extends and which is integrally connected to a plurality of concentric with the spindle and arranged upstanding along the spindle teeth.
- the teeth of the locking piston are in engagement with opposite teeth of a gear which is rotatably connected to this concentric receiving spindle.
- the locking piston has on its side facing away from the teeth side a hollow portion with an internal toothing, and the tooth flanks of the teeth of the internal toothing extend parallel to the axis of rotation of the spindle.
- the internal gear is engaged with a matching external toothing of a pinion, which is fixedly connected to a cover plate of the cylinder.
- the locking piston is displaceable parallel to the axis of rotation of the ball screw, but stored blocked against rotation about the spindle axis.
- a circumferential seal is provided which seals a pressure medium acted upon pressure medium space to the end cap of the cylinder.
- This construction of a locking unit is complicated and takes up comparatively much space.
- For unlocking or locking the design-related large and compact and therefore important locking piston comparatively large forces are needed and / or it must comparatively long locking or locking times are accepted, which also means a corresponding security risk.
- the locking piston must be sealed at its outer periphery with a circumferential seal, which leads to corresponding frictional forces when moving the locking piston for the purpose of locking or unlocking, whereby the efficiency of this locking cylinder is limited.
- the ball screw is clamped to the cylinder via a ball bearing and arranged at the free end of the spindle shaft slide bearing clamped that a movement of the spindle in the longitudinal direction of the cylinder is not possible, while a rotation of the spindle about its longitudinal axis is possible.
- the free end of the spindle shaft slidably supported on an inner surface of the end cap of the cylinder and the ball bearing is fixed by means of a screwed onto an external thread of the ball screw nut against a transverse to the cylinder paragraph.
- This design is limited to applications where only relatively small loads can be lifted. For larger loads, however, it can lead to wear up to the feeding of the plain bearing. This can lead to the formation and detachment of metal chips or particles, which may affect the function of the locking unit, up to a blockade of the locking piston. This means an unacceptable security risk.
- the control of the locking piston having the locking unit and the control of the movement of the piston take place in this construction via mechanically coupled directional control valves such that it can come in the raising or lowering of the load to an undesirable advance of the piston.
- cavitation may occur at the piston seal and the piston rod, which means a safety risk and correspondingly limits the service life.
- the locking cylinder comprises a cylinder and a piston, which uses one of two sides of the piston in a first working chamber and fluid pressure means feedable into a second working chamber is movable parallel to the longitudinal axis of the cylinder and provided with a piston thread engaging a spindle thread of a spindle forming a parallel thread to a longitudinal axis of the spindle to form a non - self - locking thread
- Cylinder arranged axis of rotation is rotatable and which has at least one outwardly open locking recess into which at least one acted upon by spring force of a spring locking body can be secured against rotation about the axis of rotation of the spindle and fixedly connected to the cylinder, but relative to this movable is mounted, and which is transferred by means of the spring force of the spring in a locking position in which it engages in the locking recess of the spindle, so that then rotation of the spindle is blocked about its axis of rotation, and wherein the locking body using a
- a locking cylinder can be provided, which allows for increased application and possible applications and longer life a higher reliability.
- the counterpressure controlled by the load-holding lowering brake means is controlled in dependence on the respective working pressure causing the piston to move along the cylinder so that the simultaneously acting back pressure decreases with increasing working pressure.
- the backpressure is controlled inversely proportional to the working pressure.
- the load-holding lowering brake means each have a first inlet for the pressure medium, an outlet for the pressure medium and a control port for the pressure medium, wherein the inlet of the first load-holding Senkbrems means with the first working chamber fluidly connected and the inlet of the second load-holding lowering brake fluid is fluidly connected to the second working chamber, and wherein the outlet of the first load-holding Senkbrems agent is fluidly connected to the control port of the second load-holding Senkbrems means and the outlet of the second load-holding Senkbrems -Mittel with the control terminal the first load-holding lowering brake fluid is fluidly connected, and wherein each of the inlet and the outlet of the respective load-holding lowering brake fluid communication is a remindströmsperrstoff, each having a flow of the pressure medium from the outlet to the inlet of the respective load-holding lowering brake means allows, but blocks an opposite direction, and that either the outlet of the first load-holding lowering brake means and thus the control terminal
- Control connection of the first load-holding lowering brake means are acted upon with pressure medium to a movement of the piston in the first direction or in the second direction due to the respective working pressure and with simultaneous formation of the respective back pressure, via the second load-holding Senkbrems-means or via the first load-holding lowering brake means depending on the pressure acting on the respective control port pressure to effect.
- either the outlet of the first load-holding lowering brake means or the outlet of the second load-holding lowering brake means in fluid communication with the locking body or the locking bodies can be brought, so that upon application of the outlet of the first Load-holding lowering brake means or the outlet of the second load-holding Senkbrems means with pressure medium, this is supplied to the locking body or the locking bodies to convert this or this in his or her unlocked position.
- At least one remindströmsperrstoff is arranged, which upon application of the outlet of the first load-holding Senkbrems means with pressure medium prevents pressure fluid flow to the outlet of the second load-holding Senkbrems agent and vice versa upon application of pressure to the outlet of the second load-holding Senkbrems means prevents pressure fluid flow to the outlet of the first load-holding Senkbrems agent, and in both cases a Supply of the pressure medium to the locking body or the locking bodies permits, so that this or this is transferred to its unlocking position or will be.
- the non-return valve comprises a first inlet for the pressure medium, a second inlet for the pressure medium and an outlet for the pressure medium, wherein the first inlet of the remindströmsperrstoffs is fluidly connected to the outlet of the first load-holding lowering brake means and wherein the second inlet of the non-return valve is in fluid communication with the outlet of the second load-holding counter-brake fluid, and wherein the first inlet of the non-return valve and the second inlet of the non-return valve are interconnected via a fluid passage into which one connected to the outlet of the non-return valve Fluid channel opens at an orifice, so that branches off from the discharge point, a first channel part of the fluid channel and a second channel part of the fluid channel, and wherein a locking member for shutting off the first channel part or the second channel part is provided, and wherein in the shut-off state of the second passage member, the first inlet of the remindströmsperrstoffs, the first channel part and the outlet of
- the non-return valve comprises a first inlet for the pressure medium, a second inlet for the pressure medium and an outlet for the pressure medium, wherein the first inlet of the remindströmsperrschs is fluidly connected to the outlet of the first load-holding lowering brake means and wherein the second inlet of the non-return valve is in fluid communication with the outlet of the second load-holding counter-brake fluid, and wherein the first inlet of the non-return valve and the second inlet of the non-return valve are interconnected via a fluid passage into which one connected to the outlet of the non-return valve Fluid channel opens at an orifice, so that branches off from the orifice a first channel part of the fluid channel and a second channel part of the fluid channel, and wherein a first locking member for shutting off the the first channel part and a second locking member for shutting off the second channel part is provided, which shut off the first channel part and the second channel part in terms of a pressure fluid flow from the outlet of the
- the working means or the pressure means is supplied to the locking body or the locking bodies in order to transfer this or these in its unlocking position and that at the same time the pressure medium selectively supplied to the first working chamber or the second working chamber is to cause movement of the piston in the first direction or in the second direction.
- the working means or the pressure means is first supplied to the locking body or the locking bodies in order to transfer this or these in his or her unlocking position and then that the pressure medium optionally the first working chamber or the second working chamber is supplied to cause movement of the piston in the first direction or in the second direction.
- the respective backflow blocking means A blocking member for preventing a flow of pressure medium from the inlet to the outlet of the respective load-holding lowering brake means, which is acted upon by spring forces of a spring, so that an opening of the remindströmsperrstoffs and thus a pressure medium flow from the outlet to the inlet of the respective load-holding Senkbrems- Means is only possible from above a limit pressure of the pressure medium, the value of which depends on a spring characteristic of the respective spring.
- the locking cylinder 20 shown in Figure 1 comprises a cylinder 21 and a longitudinally slidably mounted therein piston 22.
- the piston 22 is sealed relative to the cylinder inner wall by a ring seal 68 and is on its in the direction of the longitudinal axis 29 of the cylinder 21 facing away from each other pages 44, 46 by a fluid pressure medium, preferably oil, acted upon to allow a pressure-medium-assisted movement of the piston 22 in a direction of unlocking referred to as the second direction or unlocking direction 27 or in a direction also referred to as the first direction of extension 28.
- a fluid pressure medium preferably oil
- the piston 22 is fixedly connected to a piston rod 23, which extends from its end face 44 coaxial with the cylinder longitudinal axis 29.
- the cylinder 20 is closed at its the free end 67 of the spindle 35 side by a piston rod 23 receiving cover 30.
- the cylinder 21 is fixedly connected to a step-shaped projection 66. This is in turn completed by a cylinder base 53 forming lid or head 31.
- the piston 22 forms a projection 32 which is non-rotatably connected to the piston rod 23.
- the piston 22 is designed as a tubular hollow body and has an internal thread 34, also referred to as a piston thread. This is engaged with an external thread 36, also referred to as a spindle thread, of a spindle 35 on which the piston 22 is guided.
- the internal thread 34 of the piston 22 and the external thread 36 of the spindle 35 are preferably designed as mountainsbrooke trapezoidal coarse thread, which together form a non-self-locking thread 37.
- the piston rod 23 For attachment of the locking cylinder 20, the piston rod 23 at its free end a here designed with an eyelet fastener 25, and a correspondingly shaped fastener 26 is mounted opposite to the head 31 of the cylinder 21.
- the pressure medium can be fed via the channels 48 and 49 on both sides 44 and 46 of the piston 22 into a first working chamber 45 and into a second working chamber 33 in order to achieve a movement of the piston 22 along the cylinder 21 in the retraction direction 27 or in the extension direction 28 can.
- the first working chamber 45 is sealed relative to the second working chamber 33 via the annular seal 68 of the piston 22.
- a flange-shaped projection 65 In the area of the free end 67 of the spindle 35 facing away end 77 of the spindle 35, this is rotatably connected to a flange-shaped projection 65. This has a transversely in the region of its cylinder bottom end or at right angles to the axis of rotation 43 of the spindle 35 extending, here annular wall portion 79. This is mounted on the free end 67 of the spindle 35 side facing by a first thrust bearing 120, here in the form of a first ring bearing 127, which is designed here as a needle bearing 138, at a support and investment level of the cylinder extension 66. This designed as a rolling bearing 137 ring bearing 127 serves to absorb the force acting on the spindle 35 in the extension direction 28 axial forces. In order to be able to absorb the axial forces acting on the spindle 35 in the retraction direction 27 in the opposite direction to the extension direction 28, two measures are taken:
- a second thrust bearing 121 is provided in the form of a second annular bearing 130 arranged at the head end 77 of the spindle 35.
- This thrust bearing 121 is also designed as a roller bearing 122 in the form of a needle bearing 123. It is on a coaxial with the axis of rotation 43 of the spindle 35 fixedly connected to the spindle 35 supporting body 124 received in the form of a cylinder pin 125 which extends in the direction of the cylinder bottom or head 31 of the cylinder 21 and the coaxial with the axis of rotation 43 spindle 35 is arranged ,
- a disc spring package 135, Adjoining the needle bearing 123 in the retraction direction 27 is a disc spring package 135, which consists of a plurality of disc springs 134, 136. In the embodiment shown, five disc springs 134 and five disc springs 136 are provided. In this case, the disc springs 134 and the disc springs 136th each alternately successively preferably arranged such that in each case the spring travel of each plate spring 134, 136 for a resilient mounting of the spindle 35 is available.
- the plate springs 134, 136 are selected with regard to their spring characteristics and arrangement such that in the regular driving operation, when the piston 22 is moved in the retraction direction 27, the thereby transmitted via the non-self-locking thread 37 and the spindle 35 dynamic resulting forces are absorbed, that is compensated , so that the support body 124 is always lifted from the head 31 of the cylinder bottom of the cylinder 21.
- the flange-shaped projection 65 is provided on the transverse to the axis of rotation 43 of the spindle 35 extending wall portion 79 with here a total of eight locking recesses 38.1 to 38.8, which are open to the cylinder bottom 53 out to the outside.
- the locking recesses 38.1 to 38.8 are arranged at equal angular distances from each other on an imaginary circumferential circle such that two locking recesses are arranged diametrically opposite one another and are therefore arranged on a line containing the axis of rotation 43 of the spindle 35.
- Each locking recess 38 is configured with conically inwardly tapering wall portions 70 and serves to receive outwardly conically tapered wall portions 72 of locking bolts 40, 140.
- the tapered wall portions 72 having free end 57 of the respective locking bolt 40, 150 is preferably designed in such a manner on the locking recesses 38 in the region of their conically tapered wall parts 70, that a fürströmspalt 71 is formed for the pressure medium.
- This fürströmspalt 71 is in fluid communication with a gap 91 which is arranged in the region of the radial edges of both the flange-shaped projection 65 and the opposite part of the head 31 of the cylinder 21.
- This gap 91 is in fluid communication with a switching channel 47, which in turn can be brought into fluid communication with channels 48 and 49, via which the piston 22 can be acted upon by pressure medium on its respective sides 44 and 46.
- FIG. 1 A first embodiment of a Verriegelungsbolzens.40 is shown in Figures 1 and 2 and a second embodiment of a locking bolt 140 is illustrated in Figure 4.
- the locking bolt 40 is designed to be cross-sectionally closed in the region of its free end 57, while the locking bolt 140 is provided as a perforated nozzle 90 with a through-channel 54 which is open towards its free end 57 and concentric with its longitudinal axis 74. Except for this passage 54, however, the locking bolts 40 and 140 are identical, wherein like reference numerals refer to like elements.
- Each locking bolt 40, 140 is designed as a preferably elongated cylinder pin 69 rotationally symmetrical to its longitudinal axis 74.
- Each locking bolt 40, 140 has a circular cylindrical outer contour 50 and a circular cylindrical inner contour, is thus designed as a rotary hollow body.
- Each locking bolt 40, 140 also has a circular cylindrical recess 92 which is formed with parallel to the longitudinal axis 74 of the respective locking bolt 40, 140 delimiting wall parts and which is open to the head 31 of the cylinder 21 opposite end 56 to the outside.
- This recess 92 serves to receive and lateral support of a designed as a compression spring spring 39. This is received in the mounted state with a spring portion 93 in the recess 92.
- the spring 39 is supported with one of its ends 95 on an inner surface 94 of a radially inwardly extending support and conditioning stage 60 of the locking bolt 40, 140 from.
- the other end 96 of the spring 39 is supported on an inner surface of a corresponding one Support and conditioning stage 76 of the head 31 of the cylinder 21 from.
- a radially outwardly extending abutment and counter-sealing surface 98 for the locking pin 40, 140 is provided, which is arranged perpendicular to the wall portions bounding the bearing recess 75 ,
- Each locking bolt 40, 140 has at its head or spring-side end 59 a ring end edge 99, which is designed with a circumferential annular sealing surface 97 and in the unlocking 27 of the respective locking bolt 40, 140 has.
- This ring-sealing surface 97 is sealingly against the likewise circumferential abutment and counter-sealing surface 98 of the head 31 of the cylinder 21, when the respective locking pin 40, 140 has been transferred into its unlocked position after being subjected to the pressing forces exerted by the pressure medium in unlocking 27 , Under the then effective pressure forces a seal is achieved there, so that no leakage of pressure fluid along the outer surfaces of the respective locking bolt 40, 140 occurs.
- the abutment and Abdichtitch configuration 96 advantageously limits the respective Entriegelungshub the locking pins 40, 140th
- Each locking bolt 40, 140 is slidably mounted parallel to the axis of rotation 43 of the spindle 35 with little clearance in the bore or bearing recess 75 having a cylindrical inner contour 98, that is, starting from the locking position 41 shown in FIGS. 1, 2 and 4. or unlocking direction 27 using the pressure medium against the spring forces of the spring 39 are moved to its unlocked position, or vice versa after pressure relief in the region of its free locking end 57 of its unlocked position automatically, ie by the force exerted by the respective spring 39 on the respective locking pin 40, 140 return spring forces be transferred back to its locking position 41.
- the bearing recess 75 thus has an inner diameter which is slightly larger than the outer diameter of the locking bolt 40, 140.
- the locking bolt 140 illustrated in FIG. 4 is configured as a hole nozzle 90 and has a free end 57 which protrudes into the locking recess 38 in the locking position 41 shown in FIG central passageway 54.
- This through-passage 54 is arranged coaxially with the longitudinal axis 74 of the locking bolt 140.
- the through-passage 54 has a comparatively small through-flow cross-section and, in the direction of its other end 59, merges into a likewise with cylindrical wall parts designed channel part 78, which has a larger flow area.
- the channel part 78 in turn, forming the support and contact surface 60 in a recess 92 of the larger channel diameter 61, which is slightly larger than the outer diameter 62 of the spring 39 received in said recess 92.
- the compression spring is at one end to the support And investment level 60 of the locking bolt 140 and is supported at the other end of the support and investment stage 76 of the lid or head 31 of the cylinder 21 from.
- the locking bolt 140 has at its free end 57 a perpendicular to its longitudinal axis 74 arranged active surface 58 to which the fluid pressure medium can act to transfer the locking bolt 140, starting from the locking position 41 shown in Figure 4 in an unlocking position, in which he out of engagement with the locking recesses 38.1 to 38.8, so no rotation of the spindle 35 in a rotational direction 51 or an opposite direction of rotation 52 is no longer blocked.
- the active surface 58 is much larger than the flow cross-section of the through-channel 54 in the region of the free end 57 of the locking bolt 40, 140. This enables a secure unlocking of the locking bolt 40, 140.
- the locking bolt 40, 140 can be at a pressure relief in the locking recesses 38, it is intended, for the purpose of fixing the piston 22 with its piston rod 23 in a certain stroke position, or be it unintentionally, for example in the event of leakage or a total failure of the hydraulic system, the locking bolt 40, 140 are moved due to the forces exerted by the spring 39 forces in its locking position 41.
- the pressure medium located in the associated locking recess 38 can flow through the through-passage 54 of the locking bolt 140 into the channel 55 serving as the relief channel.
- a particularly advantageous control of the locking cylinder 20 can be achieved with the circuit of Figure 5, because this circuit and the control means used there make it possible that the pressure medium is first supplied to the locking bodies 42 in order to convert them into their unlocked position and then the pressure medium either the first working chamber 33 or the second working chamber 45 is supplied to cause a movement of the piston 22 in the first direction 28 or in the second direction 27.
- the wear in the area of the locking bolts 40 and in the area of the locking recesses 38 can be minimized and the locking bolts 40 can not become jammed, in particular at low switching pressures.
- the working medium or the pressure medium is supplied to the locking bodies 142 in order to place them in their position Unlock unlocking position and that at the same time the pressure medium is optionally the first working chamber 33 or the second working chamber 45 is supplied to cause a movement of the piston 22 in the first direction 28 or in the second direction 27.
- load-holding Senkbrems means 150.1, 150.2 load holding Senkbrems valves are provided which cause when pressurizing the piston 22 on its first side 46 with the in the first chamber 33 pressure medium to form a working pressure, the causing a displacement of the piston 22 in a first direction 28, at the same time in the second working chamber 45 on the second side 44 of the piston 22, a counter pressure exerted by the pressure medium in the second working chamber 45 acts, which is smaller than the working pressure in the first working chamber 33, so that an uncontrolled advance of the piston 22 in the first direction 28 is avoided, and that conversely upon application of the piston 22 on its second side 44 with the pressure medium in the second working chamber 45 to form a working pressure, the displacement of the piston 22 in a second direction 27 opposite to the first direction 28 causes, at the same time in the first working chamber 33 on the first side 46 of the piston 22, a pressure exerted by the pressure medium in the first working chamber 33 acts counterpressure, which is smaller than the working pressure in the second working chamber 45, so
- Each load-holding lowering brake valve 150.1, 150.2 has an inlet 153.1, 153.2, an outlet 154.1, 154.2 and a control connection 155.1, 155.2 for the pressure medium, wherein the inlet 153.1 of the first load-holding lowering valve 150.1 fluidly connected to the first working chamber 33 and wherein the inlet 153.2 of the second load-holding lowering valve 150.2 is fluidly connected to the second working chamber 45, and wherein the outlet 154.1 of the first load-holding lowering valve 150.1 is fluidically connected to the control port 155.2 of the second load-holding lowering valve 150.2 and wherein the outlet 154.1 of the second load-holding lowering brake valve 150.2 is fluidically connected to the control port 155.1 of the first load-holding lowering valve 150.1, and wherein with the inlet 153.1, 153.2 and the outlet 154.1, 154.2 of the respective load-holding lowering valve 150.1, 150.2 each a backpressure blocking means 156.1, 156.2 is fluidly connected, each having a flow of the pressure medium of the Outlet 154.1, 154.2 to the inlet
- At least one remindströmsperrstoff 160, 161 is arranged, which upon exposure of the outlet 154.1 of the first load-holding Senkbrems valve 150.1 with Pressure medium prevents a pressure fluid flow to the outlet 154.2 of the second load-holding lowering valve 150.2 out and vice versa upon application of the outlet 154.2 of the second load-holding lowering valve 150.2 with pressure medium, a pressure fluid flow to the outlet 154.1 of the first load-holding Senkbrems valve 150.1 out prevented and that in both cases allows a supply of the pressure medium to the locking body 42, 142, so that they can be transferred to their unlocked position.
- the non-return valve means 160, 161 has a first inlet 164 for the pressure medium, a second inlet 165 for the pressure medium and an outlet 166 for the pressure medium, wherein the first inlet 164 of the respective remindströmsperrstoffs 160, 161 fluidly connected to the outlet 154.1 of the first load-holding Senkbrems valve 150.1, and wherein the second inlet 165 of the respective remindströmsperrstoffs 160, 161 fluidly connected to the outlet 154.2 of the second load-holding Senkbrems valve 150.2, and wherein the first inlet 164 of the respective remindströmsperrstoffs 160, 161 and the second inlet 165 of the respective remindströmsperrstoffs 160, 161 are interconnected via a fluid passage 167, in which a connected to the outlet 166 of the respective remindströmsperrstoffs 160, 161 fluid channel 167 at an orifice 168th opens, so that a first channel portion 169 of the fluid channel 167 and a second channel portion 170 of the fluid
- a blocking element 171 is furthermore provided for shutting off the first channel part 169 or the second channel part 170, and in the shut-off state of the second channel part 170 the first inlet 164 of the non-return means 160, the first channel part 169 and the outlet 166 of FIG Backflow blocking means 160 are fluidly connected, so that a pressure medium flow from both the first inlet 164 of the remindströmsperrstoff 160 to the outlet 166 of remindströmsperrstoff 160 and the outlet 166 of the remindströmsperrstoff 160 to the first inlet 164 of the scaffoldströmsperrstoff 160 is allowed, and vice versa, in the locked state of the first Portion 169, the second inlet 165 of the remindströmsperrstoffs 160, the second channel portion 170 and the outlet 166 of the remindströmsperrstoffs 160 fluidly connected, so that a pressure fluid flow from both the second inlet 165 of the remindströmsperrstoff 160 to the outlet 166 of remindrffens 160 as well as the inlet 164
- the respective nonreturn blocking means 156.1, 156.2 has a blocking member 173.1, 173.2 for preventing a pressure medium flow from the inlet 153.1, 153.2 to the outlet 154.1, 154.2 of the respective load-holding lowering brake means 150.1, 150.2, which is acted upon by spring forces of a spring 174.1, 174.2, so that an opening of the remindströmsperrstoffs 156.1, 156.2 and consequently a flow of pressure medium from the outlet 154.1, 154.2 to the inlet 153.1, 153.2 of the respective load-holding lowering brake means 150.1, 150.2 only from above Limit pressure of the pressure medium is possible, the value of a spring characteristic of the respective spring 174.1, 174.2 depends.
- These springs 174.1 and 174.2 are also well visible in Figure 1 at the lower ends of the two load-holding lowering valves 150.1, 150.2 there.
- a first blocking element 172.1 is provided for shutting off the first channel part 169 and a second blocking element 172.2 is provided for shutting off the second channel part 170 which comprises the first channel part 169 and the first channel part 169 second passage portion 170 with respect to a flow of pressurized fluid from the outlet 166 of the remindströmsperrstoffs 161 to the first inlet 164 of the remindströmsperrstoffs 161 and the second inlet 165 of the remindströmsperrstoffs 161 shut off and the one Druckstoffströmung from the first inlet 164 of the remindströmsperrstoffs 161 to the outlet 166 of remindströmsperrstoffs 161 and from the second inlet 165 of the remindströmsperrstoffs 161 to the outlet 166 of the remindströmsperrstoffs 161.
- the load-holding lowering brake valves 150.1 and 150.2 thus already make it possible to secure the respective stroke position of the piston 22 with the piston rod 23 relative to the cylinder 21, both when using the locking cylinder 20 for the transmission of compressive forces and for the transmission of tensile forces ,
- the channel designated here with feed channel 86 is subjected to pressure medium, ie. H. it is supplied by means of a pump not shown in the figures through the flow channel 86, the pressure medium.
- the pressure medium can not initially enter the channel 49 and thus not in the working space 33, but first passes through the first inlet 164 in the first channel part 169 of as a shuttle valve designed stuntströmsperrstoffs 160, whereby its blocking means 171 is moved into the fluid channel 167 via the outlet point 166 and from there via the outlet 166 into the switching channel 47 with substantially simultaneous closing of the second channel part 165 into the blocking position shown on the left in FIG. 5, opening a flow path.
- the channel 88.1 leading to the control connection 155 of the second load-holding lowering brake valve 150.2 is subjected to pressure medium.
- the pending pressure medium pressure still causes no opening of the second load-holding lowering valve 150.2.
- the respective load-holding lowering brake means 150.1 and 150.2 opens only from a certain, prevailing at the respective control port 155.1 or 155.2 pressure medium pressure, depending on the set on the springs 80.1 and 80.2 spring forces or spring characteristics.
- the pressure medium then flows first through the switching channel 47 to the pressure medium spaces in the region of the free ends 57 of the locking bolt 40 and causes them to be transferred from the locking position 41 shown in the direction 27 in its unlocked position become.
- a further supply of pressure medium into the flow channel 86 causes a further increase in pressure, which causes the spring-loaded backflow barrier 156.1 to open.
- the pressure medium can flow via the channel 49 into the first working chamber 49 in order to effect a movement of the piston 22 and thus of the piston rod 23 in the extension direction 28.
- the control takes place in such a way that the counterpressure set here by the load-holding lowering brake means 150.2 is controlled in the supply channel 86 as a function of the working pressure in the supply channel 86 causing the piston 22 to move along the cylinder 21, the counterpressure acting simultaneously decreasing as the working pressure increases, and preferably inversely proportional to the working pressure. In this way, it is always achieved during driving that the piston 22 is "clamped” in a force acting counter to its current direction of movement, thereby preventing an uncontrolled advance of the piston 22.
- both the flow channel 86 and the return channel 87 are pressure-relieved.
- both the two return valves 156.1 and 156.2 as well as - due to the pressure relief then occurring in the control channels 88.1 and 88.2 - close the two load-holding lowering valves 150.1 and 150.2 so that the pressure medium located in the working chambers 33 and 45 does not escape therefrom can.
- the piston 22 is then clamped between the pressure columns present on its two sides 44 and 46 and fixed in its current stroke position.
- a pressure relief at the channels 86 and 87 also has an effect in the switching channel 47, so that the locking bolts 40 can be transferred from their unlocking position into the locking position 41 shown in the figures by the spring forces of the springs 39 acting on them ,
- the located in the pressure medium spaces in front of the free locking ends 57 of the locking bolt 40 pressure fluid via the channel 47 and the shuttle valve 160 here flow back into the flow channel 86.
- the locking bolts 40 then engage either in the locking recesses 38 or are these at the head 31 of the cylinder 21 indicative end face of the locking recesses 38 containing ring lug 65, which is located between two immediately adjacent Locking recesses 38 are located.
- any holding stroke position of the piston 22 it is not relevant in the normal case, whether the locking pin 40 or 140 engage in the locking recesses 38.
- the approach containing the locking recesses 38 still continues to rotate slightly until the locking pins 40, 140 engage in the next-reaching locking recess 38. In the embodiments shown and described, however, it can only come to a very small stroke of the piston 22, which is in the millimeter range and which is completely sufficient in terms of safety.
- the mode of operation and function of the load-holding lowering brake means 150.1, 150.2 is the same as explained with reference to the example of the circuit according to FIG. 5, so that reference may be made to the above description parts.
- the flow channel 86 is acted upon by a pressure medium flow, pressure medium via the parallel to the load-holding Senkbrems valve 150.1 switched backflow 156.1 into the channel 49 and from there into the first working chamber 33 and can at the same time via the first check valve 84 of the remindströmsperrstoffs 161 get into the switching channel 47.
- the pressure medium then flows via the first inlet 164 of the remindströmsperrstoffs 161 in the first channel portion 169 of the fluid channel 159 and from there via the discharge point 168 in the branched fluid channel 167 and again from there into the switching channel 47.
- the second check valve 85 of the remindströmsperrstoffs 161 closed, ie their locking member 172.2 blocks the second channel part 170th
- the piston 22 can move in the extension direction 28 due to a simultaneous application of pressure medium on its side facing the cylinder bottom 53.
- both the two backflow shutters 156.1 and 156.2 and both load hold lowering brake valves 150.1 and 150.2 close.
- the locking bolts 140 are displaced by the springs 39 in the extension direction 28, so that they can latch 38 depending on the current position of the locking recesses 38, so that locked in the locking position 41, the spindle 35 and thus the piston 22 both hydraulically and mechanically are.
- the return passage 87 can be acted upon with pressure medium, that is, the pressure medium can be supplied there.
- the pressure medium can then pass through the check valve 156.2 in the channel 48 and from there into the working chamber 45, so that the side facing the piston rod end side 44 of the piston 42 can be acted upon with pressure medium.
- a branched-off pressure medium flow from the return passage 87 via the second check valve 85 of the return flow blocking means 161 again reaches the switching passage 47, while the first check valve 84 is closed.
- the pressure medium flowing back through the channel 55 can be returned to the channel 86 or the channel 87 either via the check valve 82 or via the check valve 83, depending on which of the channels 86 or 87 is pressurized.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Verriegelungszylinder mit einem Zylinder und einem Kolben, der mithilfe eines fluiden Druckmittels parallel zur Längsachse des Zylinders bewegbar ist, und der mit einem Kolbengewinde versehen ist, das unter Ausbildung eines nicht selbsthemmenden Gewindes mit einem Spindelgewinde einer Spindel in Eingriff steht, die um eine parallel zur Längsachse des Zylinders angeordnete Drehachse drehbar ist und die wenigstens eine nach außen offene Verriegelungsausnehmung aufweist, in die wenigstens ein mittels Federkraft einer Feder beaufschlagter Verriegelungskörper eingreifen kann, der gegen eine Drehung um die Drehachse der Spindel gesichert und relativ zu dem Zylinder bewegbar gelagert ist und der mithilfe der Federkraft der Feder in eine Verriegelungsstellung überführbar ist, in welcher er in die Verriegelungsausnehmung der Spindel eingreift, so dass dann eine Drehung der Spindel um ihre Drehachse blockiert ist, und wobei der Verriegelungskörper mithilfe eines fluiden Arbeitsmittels entgegen der Federkraft der Feder von der Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung überführbar ist, in der die Spindel um ihre Drehachse drehbar ist, um eine Bewegung des Kolbens längs des Zylinders zu ermöglichen.
- Ein derartiger Verriegelungszylinder ist aus der JP 083 034 10 A bekannt geworden. Dort ist als Verriegelungskörper ein großvolumiger Sperrkolben vorgesehen, durch dessen zentrale Durchgangsöffnung sich ein Schaft einer Kugelrollspindel erstreckt und der mit einer Vielzahl von konzentrisch zur Spindel angeordneten und längs der Spindel aufragenden Zähnen einstückig verbunden ist. In der Verriegelungsstellung stehen die Zähne des Sperrkolbens in Eingriff mit gegenüberliegenden Zähnen eines Zahnrades, das drehfest mit der dieses konzentrisch aufnehmenden Spindel verbunden ist. Dadurch ist eine Art Zahnkupplung ausgebildet. Der Sperrkolben weist an seiner von den Zähnen wegweisenden Seite einen Hohlabschnitt mit einer Innenverzahnung auf, und die Zahnflanken der Zähne der Innenverzahnung erstrecken sich parallel zur Drehachse der Spindel. Die Innenverzahnung steht im Eingriff mit einer passenden Außenverzahnung eines Zahnritzels, das fest mit einem Abschlussdeckel des Zylinders verbunden ist. Auf diese Weise ist der Sperrkolben parallel zur Drehachse der Kugelrollspindel verschiebbar, jedoch gegen eine Drehung um die Spindelachse blockiert gelagert.
- Am Außenumfang des Sperrkolbens ist eine umlaufende Dichtung vorgesehen, die einen mit Druckmittel beaufschlagbaren Druckmittelraum zum Abschlussdeckel des Zylinders hin abdichtet.
- Diese Konstruktion einer Verriegelungseinheit ist aufwendig und beansprucht vergleichsweise viel Platz. Zur Entriegelung bzw. Verriegelung des konstruktionsbedingt großen und kompakten und deshalb gewichtigen Sperrkolbens werden vergleichsweise große Kräfte benötigt und/oder es müssen vergleichsweise lange Ent- bzw. Verriegelungszeiten in Kauf genommen werden, was ebenfalls ein entsprechendes Sicherheitsrisiko bedeutet. Der Sperrkolben muss an seinem Außenumfang mit einer umlaufenden Dichtung abgedichtet werden, was beim Verschieben des Sperrkolbens zum Zwecke der Ver- oder Entriegelung zu entsprechenden Reibungskräften führt, wodurch der Wirkungsgrad dieses Verriegelungszylinders begrenzt ist.
- Die Kugelrollspindel ist derart an dem Zylinder über ein Kugellager und ein am freien Ende des Spindelschafts angeordnetes Gleitlager gelagert eingespannt, dass eine Bewegung der Spindel in Längsrichtung des Zylinders nicht möglich ist, während eine Drehung der Spindel um ihre Längsachse möglich ist. Hierzu stützt sich das freie Ende des Spindelschafts gleitend auf einer Innenfläche des Abschlussdeckels des Zylinders ab und das Kugellager ist mithilfe einer auf ein Außengewinde der Kugelrollspindel aufgeschraubten Mutter gegen einen quer zum Zylinder verlaufenden Absatz fixiert.
- Diese Konstruktion ist auf Anwendungen begrenzt, bei denen nur vergleichsweise kleine Lasten angehoben werden können. Bei größeren Lasten kann es jedoch zu einem Verschleiß bis hin zum Fressen des Gleitlagers kommen. Dabei kann es zur Bildung und Ablösung von Metallspänen oder -partikeln kommen, welche die Funktion des Verriegelungsaggregates beeinträchtigen können, bis hin zu einer Blockade des Sperrkolbens. Dies bedeutet ein unakzeptables Sicherheitsrisiko.
- Die Steuerung der den Sperrkolben aufweisenden Verriegelungseinheit und die Steuerung der Bewegung des Kolbens erfolgen bei dieser Konstruktion über mechanisch gekoppelte Wegeventile derart, dass es bei dem Anheben oder bei dem Absenken der Last zu einem unerwünschten Voreilen des Kolbens kommen kann. Dies bedeutet eine schwer kontrollierbare Kolbenbewegung. Insbesondere bei erhöhten Drücken bzw. Kolbengeschwindigkeiten kann es zu einer Kavitation an der Kolbendichtung und der Kolbenstange kommen, was ein Sicherheitsrisiko bedeutet und was die Lebensdauer entsprechend begrenzt.
- Aus der EP-A-1 106 841 ist ein Verriegelungszylinder mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 bekannt geworden. Bei dieser Konstruktion ist es jedoch unvermeidlich, dass es bei bestimmten Anwendungen, insbesondere dann, wenn der Kolben mit einer erhöhten Geschwindigkeit ein- oder ausgefahren werden soll, zu Kavitationseffekten im Bereich der Kolbendichtung und/oder der Kolbenstange kommt, in Verbindung mit einem sequenziell auftretenden Rucken bzw. Rattern des Kolbens. Dadurch bedingt ist der Einsatz dieser Konstruktion auf vergleichsweise niedrige Kolbengeschwindigkeiten begrenzt. Andernfalls können die vorstehend erwähnten Effekte auftreten, was mit einem erheblichen Sicherheitsrisiko verbunden ist.
- Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Verriegelungszylinder zu schaffen, der insbesondere eine höhere Betriebssicherheit ermöglicht.
- Diese Aufgabe wird durch einen Verriegelungszylinder mit den folgenden Merkmalen gelöst:
- Der Verriegelungszylinder umfasst einen Zylinder und einen Kolben, der mithilfe eines beiden Seiten des Kolbens in eine erste Arbeitskammer und in eine zweite Arbeitskammer zuführbaren fluiden Druckmittels parallel zur Längsachse des Zylinders bewegbar ist, und der mit einem Kolbengewinde versehen ist, das unter Ausbildung eines nicht selbsthemmenden Gewindes mit einem Spindelgewinde einer Spindel im Eingriff steht, die um eine parallel zur Längsachse des Zylinders angeordnete Drehachse drehbar ist und die wenigstens eine nach außen offene Verriegelungsausnehmung aufweist, in die wenigstens ein mittels Federkraft einer Feder beaufschlagter Verriegelungskörper eingreifen kann, der gegen eine Drehung um die Drehachse der Spindel gesichert und fest mit dem Zylinder verbunden, jedoch relativ zu diesem bewegbar gelagert ist, und der mithilfe der Federkraft der Feder in eine Verriegelungsstellung überführbar ist, in welcher er in die Verriegelungsausnehmung der Spindel eingreift, so dass dann eine Drehung der Spindel um ihre Drehachse blockiert ist, und wobei der Verriegelungskörper mithilfe eines fluiden Arbeitsmittels entgegen der Federkraft der Feder von der Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung überführbar ist, in welcher die Spindel um ihre Drehachse drehbar ist, um eine Bewegung des Kolbens längs des Zylinders zu ermöglichen, und wobei Steuerungsmittel zur Steuerung der Bewegung des Kolbens und des Verriegelungskörpers bzw. der Verriegelungskörper vorgesehen sind, und wobei wenigstens ein erstes Lasthalte-Senkbrems-Mittel mit der ersten Arbeitskammer fluidverbunden ist und dass wenigstens ein zweites Lasthalte-Senkbrems-Mittel mit der zweiten Arbeitskammer fluidverbunden ist, wobei die wenigstens zwei Lasthalte-Senkbrems-Mittel bewirken, dass bei Beaufschlagung des Kolbens auf seiner ersten Seite mit dem in der ersten Arbeitskammer befindlichen Druckmittel unter Ausbildung eines Arbeitsdruckes, der eine Verschiebung des Kolbens in eine erste Richtung bewirkt, gleichzeitig in der zweiten Arbeitskammer an der zweiten Seite des Kolbens ein durch das in der zweiten Arbeitskammer befindliche Druckmittel ausgeübter Gegendruck wirkt, der kleiner ist als der Arbeitsdruck in der ersten Arbeitskammer, so dass ein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens in die erste Richtung vermieden wird, und dass umgekehrt bei Beaufschlagung des Kolbens auf seiner zweiten Seite mit dem in der zweiten Arbeitskammer befindlichen Druckmittel unter Ausbildung eines Arbeitsdruckes, der eine Verschiebung des Kolbens in eine zweite Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung bewirkt, gleichzeitig in der ersten Arbeitskammer an der ersten Seite des Kolbens ein durch das in der ersten Arbeitskammer befindliche Druckmedium ausgeübter Gegendruck wirkt, der kleiner ist als der Arbeitsdruck in der zweiten Arbeitskammer, so dass ein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens in die zweite Richtung vermieden wird, und wobei die Lasthalte-Senkbrems-Mittel bei einer gewollten Druckentlastung zum Zwecke des Haltens des Kolbens in einer gewünschten Hubstellung einen Rückfluss des Druckmittels aus beiden Arbeitskammern sperren, so dass der Kolben durch das in den Arbeitskammern befindliche Druckmittel in der gewünschten Hubstellung gehalten ist, und wobei der von den Lasthalte-Senkbrems-Mitteln gesteuerte Gegendruck abhängig von dem jeweiligen, eine Bewegung des Kolbens längs des Zylinders bewirkenden Arbeitsdruck gesteuert ist.
- Dadurch lässt sich der Kolben bei seiner Bewegung längs des Zylinders zwischen den in den Arbeitskammern wirkenden Drücken quasi "einspannen", so dass ein unkontrolliertes Voreilen oder unkontrollierte Bewegungen des Kolbens mit Sicherheit vermieden werden können. Ferner können dadurch sowohl hohe bis höchste Kolbengeschwindigkeiten gefahren werden, ohne dass es zu Kavitationseffekten im Bereich der Kolbendichtung und/oder der Kolbenstange kommt, als auch kleine bis kleinste Kolbengeschwindigkeiten, d. h. es kann vorteilhaft im "Schleichgang" gefahren werden.
- Auf diese Weise kann also ein Verriegelungszylinder bereitgestellt werden, der bei erweiterten Anwendungs- und Einsatzmöglichkeiten sowie längerer Lebensdauer eine höhere Betriebssicherheit ermöglicht.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der von den Lasthalte-Senkbrems-Mitteln gesteuerte Gegendruck abhängig von dem jeweiligen, eine Bewegung des Kolbens längs des Zylinders bewirkenden Arbeitsdruck gesteuert ist, so dass mit zunehmendem Arbeitsdruck der gleichzeitig wirkende Gegendruck abnimmt.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass der Gegendruck umgekehrt proportional zu dem Arbeitsdruck gesteuert ist.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass die Lasthalte-Senkbrems-Mittel jeweils einen ersten Einlass für das Druckmittel, einen Auslass für das Druckmittel und einen Steueranschluss für das Druckmittel aufweisen, wobei der Einlass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit der ersten Arbeitskammer fluidverbunden ist und der Einlass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit der zweiten Arbeitskammer fluidverbunden ist, und wobei der Auslass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit dem Steueranschluss des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels fluidverbunden ist und der Auslass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit dem Steueranschluss des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels fluidverbunden ist, und wobei mit dem Einlass und dem Auslass des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels jeweils ein Rückströmsperrmittel fluidverbunden ist, das jeweils eine Strömung des Druckmittels von dem Auslass zu dem Einlass des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels zulässt, das aber einer entgegengesetzten Richtung jeweils sperrt, und dass wahlweise der Auslass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels und damit der Steueranschluss des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels oder der Auslass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels und damit der. Steueranschluss des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit Druckmittel beaufschlagbar sind, um eine Bewegung des Kolbens in die erste Richtung oder in die zweite Richtung aufgrund des jeweiligen Arbeitsdruckes und unter gleichzeitiger Ausbildung des jeweiligen Gegendruckes, der über das zweite Lasthalte-Senkbrems-Mittel bzw. über das erste Lasthalte-Senkbrems-Mittel abhängig von dem an dem jeweiligen Steueranschluss wirkenden Druck, zu bewirken.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass wahlweise der Auslass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels oder der Auslass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels in Fluidverbindung mit dem Verriegelungskörper bzw. den Verriegelungskörpern bringbar ist, so dass bei einer Beaufschlagung des Auslasses des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels oder des Auslasses des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit Druckmittel, dieses dem Verriegelungskörper bzw. den Verriegelungskörpern zugeführt wird, um diesen bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung zu überführen.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Auslass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels und dem Auslass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels wenigstens ein Rückströmsperrmittel angeordnet ist, das bei einer Beaufschlagung des Auslasses des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit Druckmittel eine Druckmittelströmung zum Auslass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels hin verhindert und das umgekehrt bei einer Beaufschlagung des Auslasses des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels mit Druckmittel eine Druckmittelströmung zum Auslass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels hin verhindert, und das in beiden Fällen eine Zufuhr des Druckmittels zu dem Verriegelungskörper bzw. den Verriegelungskörpern zulässt, so dass dieser bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung überführt wird bzw. werden.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Rückströmsperrmittel einen ersten Einlass für das Druckmittel, einen zweiten Einlass für das Druckmittel und einen Auslass für das Druckmittel aufweist, wobei der erste Einlass des Rückströmsperrmittels mit dem Auslass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels fluidverbunden ist, und wobei der zweite Einlass des Rückströmsperrmittels mit dem Auslass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels fluidverbunden ist, und wobei der erste Einlass des Rückströmsperrmittels und der zweite Einlass des Rückströmsperrmittels über einen Fluidkanal miteinander verbunden sind, in den ein mit dem Auslass des Rückströmsperrmittels verbundener Fluidkanal an einer Mündungsstelle einmündet, so dass von der Mündungsstelle ein erster Kanalteil des Fluidkanals und ein zweiter Kanalteil des Fluidkanals abzweigt, und wobei ein Sperrglied zum Absperren des ersten Kanalteils oder des zweiten Kanalteils vorgesehen ist, und wobei im abgesperrten Zustand des zweiten Kanalteils der erste Einlass des Rückströmsperrmittels, der erste Kanalteil und der Auslass des Rückströmsperrmittels fluidverbunden sind, so dass eine Druckmittelströmung sowohl von dem ersten Einlass des Rückströmsperrmittels zu dem Auslass des Rückströmsperrmittels als auch vom Auslass des Rückströmsperrmittels zu dem ersten Einlass des Rückströmsperrmittels zugelassen ist, und wobei umgekehrt im abgesperrten Zustand des ersten Kanalteils der zweite Einlass des Rückströmsperrmittels, der zweite Kanalteil und der Auslass des Rückströmsperrmittels fluidverbunden sind, so dass eine Druckmittelströmung sowohl von dem zweiten Einlass des Rückströmsperrmittels zu dem Auslass des Rückströmsperrmittels als auch von dem Auslass des Rückströmsperrmittels zu dem zweiten Einlass des Rückströmsperrmittels zugelassen ist.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Rückströmsperrmittel einen ersten Einlass für das Druckmittel, einen zweiten Einlass für das Druckmittel und einen Auslass für das Druckmittel aufweist, wobei der erste Einlass des Rückströmsperrmittels mit dem Auslass des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels fluidverbunden ist, und wobei der zweite Einlass des Rückströmsperrmittels mit dem Auslass des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels fluidverbunden ist, und wobei der erste Einlass des Rückströmsperrmittels und der zweite Einlass des Rückströmsperrmittels über einen Fluidkanal miteinander verbunden sind, in den ein mit dem Auslass des Rückströmsperrmittels verbundener Fluidkanal an einer Mündungsstelle einmündet, so dass von der Mündungsstelle ein erster Kanalteil des Fluidkanals und ein zweiter Kanalteil des Fluidkanals abzweigt, und wobei ein erstes Sperrglied zum Absperren des ersten Kanalteils und ein zweites Sperrglied zum Absperren des zweiten Kanalteils vorgesehen ist, die den ersten Kanalteil und den zweiten Kanalteil hinsichtlich einer Druckmittelströmung vom Auslass des Rückströmsperrmittels zum ersten Einlass des Rückströmsperrmittels und zum zweiten Einlass des Rückströmsperrmittels absperren und die eine Druckmittelströmung vom ersten Einlass des Rückströmsperrmittels zum Auslass des Rückströmsperrmittels und vom zweiten Einlass des Rückströmsperrmittels zum Auslass des Rückströmsperrmittels zulassen.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Arbeitsmittel oder das Druckmittel dem Verriegelungskörper bzw. den Verriegelungskörpern zugeführt wird, um diesen bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung zu überführen und dass gleichzeitig das Druckmittel wahlweise der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer zugeführt wird, um eine Bewegung des Kolbens in die erste Richtung oder in die zweite Richtung zu bewirken.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Arbeitsmittel oder das Druckmittel zuerst dem Verriegelungskörper bzw. den Verriegelungskörpern zugeführt wird, um diesen bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung zu überführen und dass dann das Druckmittel wahlweise der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer zugeführt wird, um eine Bewegung des Kolbens in die erste Richtung oder in die zweite Richtung zu bewirken.
- Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das jeweilige Rückströmsperrmittel ein Sperrglied zum Verhindern einer Druckmittelströmung von dem Einlass zu dem Auslass des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels aufweist, das durch Federkräfte einer Feder beaufschlagt ist, so dass ein Öffnen des Rückströmsperrmittels und folglich eine Druckmittelströmung von dem Auslass zu dem Einlass des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels erst ab Überschreiten eines Grenzdruckes des Druckmittels ermöglicht ist, dessen Wert von einer Federkennlinie der jeweiligen Feder abhängt.
- Es versteht sich, dass die vorstehenden Maßnahmen im Rahmen der Ausführbarkeit bei einem Verriegelungszylinder der eingangs genannten Art auch beliebig kombiniert werden können, um einen Verriegelungszylinder mit dementsprechend kombinierten Vorteilen bereitstellen zu können.
- Weitere Gesichtspunkte, Merkmale und Vorteile der Erfindung können dem nachfolgenden Beschreibungsteil entnommen werden, in dem zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben sind:
- Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Längs-Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verriegelungszylinder;
- Fig. 2
- einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts gemäß Figur 1 im Bereich des dort rechts dargestellten Verriegelungsbolzens;
- Fig. 3
- einen Teilquerschnitt des Verriegelungszylinders längs der Schnittlinie 3-3 in Figur 1 zur Verdeutlichung der Zahl und Anordnung der Verriegelungsausnehmungen;
- Fig. 4
- einen vergrößerten Längs-Querschnitt im Bereich eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Verriegelungsbolzens;
- Fig. 5
- einen hydraulischen Schaltplan gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung;
- Fig. 6
- einen hydraulischen Schaltplan gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung.
- Der in Figur 1 gezeigte Verriegelungszylinder 20 umfasst einen Zylinder 21 und einen darin längs verschieblich gelagerten Kolben 22. Der Kolben 22 ist gegenüber der Zylinderinnenwand durch eine Ringdichtung 68 abgedichtet und ist auf seinen in Richtung der Längsachse 29 des Zylinders 21 voneinander weg weisenden Seiten 44, 46 durch ein fluides Druckmittel, vorzugsweise Öl, beaufschlagbar, um eine druckmittelunterstützte Bewegung des Kolbens 22 in einer auch als zweite Richtung oder Entriegelungsrichtung bezeichneten Einfahrrichtung 27 oder in einer auch als erste Richtung bezeichneten Ausfahrrichtung 28 zu ermöglichen.
- Der Kolben 22 ist fest mit einer Kolbenstange 23 verbunden, die sich ausgehend von seiner Stirnseite 44 koaxial zur Zylinderlängsachse 29 erstreckt. Der Zylinder 20 ist an seiner dem freien Ende 67 der Spindel 35 zugeordneten Seite durch einen die Kolbenstange 23 aufnehmenden Deckel 30 abgeschlossen. Auf seiner anderen Seite ist der Zylinder 21 fest mit einem stufenförmigen Ansatz 66 verbunden. Dieser ist wiederum durch einen den Zylinderboden 53 bildenden Deckel bzw. Kopf 31 abgeschlossen.
- Der Kolben 22 bildet einen Ansatz 32, der drehfest mit der Kolbenstange 23 verbunden ist. Der Kolben 22 ist als ein rohrförmiger Hohlkörper gestaltet und weist ein auch als Kolbengewinde bezeichnetes Innengewinde 34 auf. Dieses steht im Eingriff mit einem auch als Spindelgewinde bezeichneten Außengewinde 36 einer Spindel 35, auf welcher der Kolben 22 geführt ist. Das Innengewinde 34 des Kolbens 22 und das Außengewinde 36 der Spindel 35 sind vorzugsweise als achtgängige Trapez-Steilgewinde gestaltet, die zusammen ein nicht selbsthemmendes Gewinde 37 ausbilden.
- Zur Befestigung des Verriegelungzylinders 20 weist die Kolbenstange 23 an ihrem freien Ende ein hier mit einer Öse gestaltetes Befestigungselement 25 auf, und ein entsprechend gestaltetes Befestigungselement 26 ist gegenüberliegend an dem Kopf 31 des Zylinders 21 befestigt.
- Das Druckmittel ist über die Kanäle 48 und 49 auf beiden Seiten 44 und 46 des Kolbens 22 in eine erste Arbeitskammer 45 und in eine zweite Arbeitskammer 33 zuführbar, um eine Bewegung des Kolbens 22 längs des Zylinders 21 in Einfahrrichtung 27 oder in Ausfahrrichtung 28 erreichen zu können. Dabei ist die erste Arbeitskammer 45 gegenüber der zweiten Arbeitskammer 33 über die Ringdichtung 68 des Kolbens 22 abgedichtet.
- Im Bereich des von dem freien Ende 67 der Spindel 35 weg weisenden Endes 77 der Spindel 35 ist diese drehfest mit einem flanschförmigen Ansatz 65 verbunden. Dieser weist im Bereich seines zylinderbodenseitigen Endes einen sich quer bzw. rechtwinklig zu der Drehachse 43 der Spindel 35 erstreckenden, hier ringförmigen Wandteil 79 auf. Dieser ist auf der zum freien Ende 67 der Spindel 35 hinweisenden Seite durch ein erstes Axiallager 120, hier in Form eines ersten Ringlagers 127, das hier als Nadellager 138 ausgebildet ist, an einer Stütz- und Anlagestufe des Zylinderansatzes 66 gelagert. Dieses als Wälzlager 137 gestaltete Ringlager 127 dient dazu, die in der Ausfahrrichtung 28 auf die Spindel 35 wirkenden Axialkräfte aufzunehmen. Um auch die in der Einfahrrichtung 27 entgegengesetzt zu der Ausfahrrichtung 28 auf die Spindel 35 wirkenden Axialkräfte aufnehmen zu können, sind zwei Maßnahmen getroffen:
- Zur Aufnahme der während eines normalen Betriebs des Verriegelungszylinders 20 in der ersten Richtung 28 auf die Spindel 35 wirkenden Betriebs-Axialkräfte, ist ein zweites Axiallager 121 in Form eines zweiten Ringlagers 130 vorgesehen, das an dem kopfseitigen Ende 77 der Spindel 35 angeordnet ist. Dieses Axiallager 121 ist ebenfalls als ein Wälzlager 122 in Form eines Nadellagers 123 gestaltet. Es ist auf einem koaxial zur Drehachse 43 der Spindel 35 fest mit der Spindel 35 verbundenen Stützkörper 124 in Form eines Zylinderbolzens 125 aufgenommen, der sich in Richtung des Zylinderbodens bzw. Kopfes 31 des Zylinders 21 erstreckt und der koaxial zur Drehachse 43 Spindel 35 angeordnet ist.
- An das Nadellager 123 schließt sich in Einfahrrichtung 27 ein Tellerfederpaket 135 an, das aus mehreren Tellerfedern 134, 136 besteht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind fünf Tellerfedern 134 und fünf Tellerfedern 136 vorgesehen. Dabei sind die Tellerfedern 134 und die Tellerfedern 136 jeweils abwechselnd nacheinander vorzugsweise derart angeordnet, dass jeweils der Federweg jeder Tellerfeder 134, 136 für eine federnde Lagerung der Spindel 35 zur Verfügung steht. Die Tellerfedern 134, 136 sind hinsichtlich ihrer Federkennlinien und Anordnung derart gewählt, dass im regulären Fahrbetrieb, wenn der Kolben 22 in Einfahrrichtung 27 bewegt wird, die dabei über das nicht selbsthemmende Gewinde 37 und die Spindel 35 übertragenen dynamischen resultierenden Kräfte aufgefangen, d. h. kompensiert werden, so dass der Stützkörper 124 stets von dem Kopf 31 des Zylinderbodens des Zylinders 21 abgehoben ist.
- Wenn jedoch der Kolben 22 in entgegengesetzter Richtung, d. h. in Ausfahrrichtung 28 ausgefahren wird, wirkt dabei auf die Spindel 35 eine resultierende Axialkraft in der Ausfahrrichtung 28, so dass auch bei dieser Kolbenbewegung der Stützkörper 124 stets von dem Kopf 31 abgehoben ist.
- Nichts anderes gilt im Falle eines Haltens des Kolbens 22 in einer gewünschten Hubstellung. Denn dann wird, wie nachfolgend noch näher erläutert wird, der Kolben 22 von Druckmittel, das sich in den beiden Arbeitskammern 33 und 45 sowie mit diesen fluidverbundenen Kanälen 49 und 48 befindet, "eingespannt" gehalten, so dass selbst unter zulässigen hohen statischen Lasten, die von dem Verriegelungszylinder 20 gehalten bzw. bewegt werden sollen, der Stützkörper 124 stets vom Kopf 31 des Zylinders 21 abgehoben ist. In diesem Fall wird also die mithilfe des Verriegelungszylinders 20 zu haltende statische Last und die diesbezüglich auf die Spindel 35 übertragenen Axialkräfte im Wesentlichen über den Kolben 22 und das diesen beaufschlagende Druckmittel und über die benachbarten Zylinderwandungen aufgenommen.
- Wenn jedoch ein Schadenfall auftritt, also z. B. eine Leckage im Bereich oder ein Bruch einer Druckmittelleitung auftritt, können in der Einfahrrichtung 27 wirkende Überlast-Axialkräfte auftreten, die von dem kleinen Nadellager 123 nicht mehr ohne Zerstörung aufgenommen werden können. Denn dieses zweite Nadellager 123 weist eine gegenüber der Tragfähigkeit bzw. dem tragenden Durchmesser des ersten Nadellagers 138 kleinere Tragfähigkeit bzw. kleineren tragenden Durchmesser auf, um den Anforderungen an eine möglichst platzsparende Konstruktion des Verriegelungszylinders 20 im Verriegelungs- und Lagerbereich zu genügen. Dem tragen die verwendeten Tellerfedern 134 und 136 Rechnung, so dass bei Einwirkung der Überlast-Axialkräfte eine Verschiebung der Spindel 35 in Einfahrrichtung 27 unter gleichzeitigem Zusammendrücken der Tellerfedern 134, 136 auftritt, bis der Stützkörper 124 mit der an seinem freien Ende vorhandenen Stützfläche 129 auf der gegenüberliegenden Stützfläche 131 des Kopfes 31 des Zylinders anliegt. Der Stützkörper 124 stützt sich also dann dort ab, so dass die wirkenden Überlast-Axialkräfte dann von der Spindel 35 über den Stützkörper 124 auf den Kopf 131 des Zylinders 21 übergeleitet werden, ohne dass das Nadellager 123 beschädigt würde.
- Durch die Anordnung und die gewählten Federkennlinien der Tellerfedern 134, 136 ist also eine bestimmte Kraft vorgegeben, die einer bestimmten Grenz-Axialkraft entspricht, bei deren Unterschreiten der Stützkörper 124 abgehoben ist und bei deren Erreichen bzw. Überschreiten eine Verschiebung der Spindel 35 zusammen mit dem Stützkörper 124 in Einfahrrichtung 27 auftritt, bis der Stützkörper 124 an dem Kopf 31 des Zylinders 21 anliegt.
- Der flanschförmige Ansatz 65 ist an dem sich quer zur Drehachse 43 der Spindel 35 erstreckenden Wandteil 79 mit hier insgesamt acht Verriegelungsausnehmungen 38.1 bis 38.8 versehen, welche zum Zylinderboden 53 hin nach außen offen sind. Die Verriegelungsausnehmungen 38.1 bis 38.8 sind in jeweils gleichen Winkelabständen zueinander auf einem gedachten Umfangskreis derart angeordnet, dass jeweils zwei Verriegelungsausnehmungen diametral zueinander angeordnet sind und folglich auf einer die Drehachse 43 der Spindel 35 enthaltenden Geraden angeordnet sind. Jede Verriegelungsausnehmung 38 ist mit sich konisch nach innen verjüngenden Wandteilen 70 gestaltet und dient zur Aufnahme von sich nach außen konisch verjüngenden Wandteilen 72 von Verriegelungsbolzen 40, 140. Dabei ist das die konisch verjüngenden Wandteile 72 aufweisende freie Ende 57 der jeweiligen Verriegelungsbolzen 40, 150 vorzugsweise derart auf die Verriegelungsausnehmungen 38 im Bereich ihrer sich konisch verjüngenden Wandteile 70 abgestimmt gestaltet, dass ein Durchströmspalt 71 für das Druckmittel ausgebildet ist. Dieser Durchströmspalt 71 steht in Fluidverbindung mit einem Spalt 91, der im Bereich der radialen Ränder sowohl des flanschförmigen Ansatzes 65 als auch des diesem gegenüber liegenden Teils des Kopfes 31 des Zylinders 21 angeordnet ist. Dieser Spalt 91 steht in Fluidverbindung mit einem Schaltkanal 47, der wiederum in Fluidverbindung mit Kanälen 48 und 49 bringbar ist, über die der Kolben 22 auf seinen jeweiligen Seiten 44 und 46 mit Druckmittel beaufschlagbar ist.
- Ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verriegelungsbolzens.40 ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt und ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verriegelungsbolzens 140 ist in Figur 4 veranschaulicht. Der Verriegelungsbolzen 40 ist im Unterschied zu dem Verriegelungsbolzen 140 im Bereich seines freien Endes 57 querschnittlich geschlossen gestaltet, während der Verriegelungsbolzen 140 als Lochdüse 90 mit einem zu seinem freien Ende 57 hin offenen und konzentrisch zu seiner Längsachse 74 gestalteten Durchgangskanal 54 versehen ist. Bis auf diesen Durchgangskanal 54 sind jedoch die Verriegelungsbolzen 40 und 140 identisch gestaltet, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente betreffen.
- Jeder Verriegelungsbolzen 40, 140 ist als ein vorzugsweise langgestreckter Zylinderbolzen 69 rotationssymmetrisch zu seiner Längsachse 74 gestaltet. Jeder Verriegelungsbolzen 40, 140 weist eine kreiszylindrische Außenkontur 50 und eine kreiszylindrische Innenkontur auf, ist also als ein Rotations-Hohlkörper gestaltet. Jeder Verriegelungsbolzen 40, 140 weist außerdem eine kreiszylindrische Ausnehmung 92 auf, die mit parallel zu der Längsachse 74 des jeweiligen Verriegelungsbolzens 40, 140 begrenzenden Wandteilen gestaltet ist und die zu dem dem Kopf 31 des Zylinders 21 gegenüber liegenden Ende 56 nach außen offen ist. Diese Ausnehmung 92 dient zur Aufnahme und seitlichen Abstützung einer als Druckfeder gestalteten Feder 39. Diese ist im montierten Zustand mit einem Federabschnitt 93 in der Ausnehmung 92 aufgenommen. Dabei stützt sich die Feder 39 mit einem ihrer Enden 95 an einer Innenfläche 94 einer sich radial nach innen erstreckenden Stütz- und Anlagestufe 60 des Verriegelungsbolzens 40, 140 ab. Das andere Ende 96 der Feder 39 stützt sich an einer Innenfläche einer entsprechenden Stütz- und Anlagestufe 76 des Kopfes 31 des Zylinders 21 ab.
- In einem axialen Abstand von der Innenfläche der Stütz- und Anlagestufe 76 und in Ausfahrrichtung 28 versetzt, ist eine sich radial nach außen erstreckende Anschlag- und Gegendichtfläche 98 für den Verriegelungsbolzen 40, 140 vorgesehen, die senkrecht zu den die Lagerausnehmung 75 begrenzenden Wandteilen angeordnet ist. Jeder Verriegelungsbolzen 40, 140 weist an seinem kopf- bzw. federseitigen Ende 59 eine Ring-Stirnkante 99 auf, die mit einer umlaufenden Ring-Dichtfläche 97 gestaltet ist und die in Entriegelungsrichtung 27 des jeweiligen Verriegelungsbolzens 40, 140 weist. Diese Ring-Dichtfläche 97 liegt abdichtend an der ebenfalls umlaufenden Anschlag- und Gegendichtfläche 98 des Kopfes 31 des Zylinders 21 an, wenn der jeweilige Verriegelungsbolzen 40, 140 nach einer Beaufschlagung mit den durch das Druckmittel in Entriegelungsrichtung 27 ausgeübten Druckkräften in seine Entriegelungsstellung überführt worden ist. Unter den dann wirksamen Druckkräften wird dort eine Abdichtung erreicht, so dass keine Leckage von Druckmittel entlang den Außenflächen des jeweiligen Verriegelungsbolzens 40, 140 auftritt. Außerdem begrenzt die Anschlag- und Abdichtgegenfläche 96 vorteilhaft den jeweiligen Entriegelungshub der Verriegelungsbolzen 40, 140.
- Jeder Verriegelungsbolzen 40, 140 ist mit geringem Spiel in der eine zylindrische Innenkontur 98 aufweisenden Bohrung bzw. Lagerausnehmung 75 parallel zur Drehachse 43 der Spindel 35 verschieblich gelagert, kann also ausgehend von der in den Figuren 1, 2 und 4 gezeigten Verriegelungsstellung 41 in Einfahr- bzw. Entriegelungsrichtung 27 mithilfe des Druckmittels entgegen den Federkräften der Feder 39 in seine Entriegelungsstellung verschoben werden, bzw. kann umgekehrt nach Druckentlastung im Bereich seines freien Verriegelungsendes 57 von seiner Entriegelungsstellung automatisch, d. h. durch die von der jeweiligen Feder 39 auf den jeweiligen Verriegelungsbolzen 40, 140 ausgeübten Rückstell-Federkräften, wieder in seine Verriegelungsstellung 41 überführt werden. Die Lagerausnehmung 75 weist also einen Innendurchmesser auf, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Verriegelungsbolzens 40, 140.
- Im Unterschied zu den in den Figuren 1 und 2 gezeigten Verriegelungsbolzen 40 ist der in Figur 4 veranschaulichte Verriegelungsbolzen 140 als eine Lochdüse 90 gestaltet und weist an seinem freien Ende 57, das in der in Figur 4 gezeigten Verriegelungsstellung 41 in die Verriegelungsausnehmung 38 ragt, einen zentralen Durchgangskanal 54 auf. Dieser Durchgangskanal 54 ist koaxial zu der Längsachse 74 des Verriegelungsbolzens 140 angeordnet. Der Durchgangskanal 54 weist einen vergleichsweise geringen Durchströmquerschnitt auf und geht in Richtung zu seinem anderen Ende 59 in einen ebenfalls mit zylindrischen Wandteilen gestalteten Kanalteil 78 über, der einen größeren Durchströmquerschnitt aufweist. Der Kanalteil 78 geht wiederum unter Ausbildung der Stütz- und Anlagefläche 60 in eine Ausnehmung 92 des größeren Kanaldurchmesser 61 über, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser 62 der in der genannten Ausnehmung 92 aufgenommenen Feder 39. Dabei liegt die Druckfeder einerends an der Stütz- und Anlagestufe 60 des Verriegelungsbolzens 140 an und stützt sich andernends an der Stütz- und Anlagestufe 76 des Deckels bzw. Kopfes 31 des Zylinders 21 ab.
- Der Verriegelungsbolzen 140 weist an seinem freien Ende 57 eine senkrecht zu seiner Längsachse 74 angeordnete Wirkfläche 58 auf, an der das fluide Druckmittel angreifen kann, um den Verriegelungsbolzen 140 ausgehend von der in Figur 4 gezeigten Verriegelungsstellung 41 in eine Entriegelungsstellung zu überführen, in welche er außer Eingriff mit den Verriegelungsausnehmungen 38.1 bis 38.8 steht, also eine Drehung der Spindel 35 in eine Drehrichtung 51 oder eine entgegengesetzte Drehrichtung 52 nicht mehr blockiert. Die Wirkfläche 58 ist sehr viel größer der Durchströmquerschnitt des Durchgangskanals 54 im Bereich des freien Endes 57 des Verriegelungsbolzens 40, 140. Dadurch ist eine sichere Entriegelung der Verriegelungsbolzen 40, 140 ermöglicht. Außerdem kann dadurch bei einer Druckentlastung in den Verriegelungsausnehmungen 38, sei es gewollt, zum Zwecke einer Festsetzung des Kolbens 22 mit seiner Kolbenstange 23 in einer bestimmten Hubstellung, oder sei es ungewollt, beispielsweise bei einer Leckage oder bei einem Totalausfall des hydraulischen Systems, der Verriegelungsbolzen 40, 140 bedingt durch die von der Feder 39 ausgeübten Kräfte in seine Verriegelungsstellung 41 bewegt werden. Dabei kann im Falle der Verriegelungsbolzen 140 das sich in der zugeordneten Verriegelungsausnehmung 38 befindliche Druckmittel durch den Durchgangskanal 54 des Verriegelungsbolzens 140 hindurch bis in den als Entlastungskanal dienenden Kanal 55 strömen. Im Unterschied dazu wird bei Verwendung der Verriegelungsbolzen 40 bei deren Bewegung von ihrer Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung 41 das sich in den zugeordneten Verriegelungsausnehmungen 38 befindliche Öl über den Schaltkanal 47 und über das Rückströmsperrmittel 160 entweder in den Vorlaufkanal 86 oder in den Rücklaufkanal 87 verdrängt, je nachdem, in welcher Stellung sich das Sperrglied 171 des als Wechselventil gestalteten Rückströmsperrmittels 160 befindet.
- In den Figuren 5 und 6 sind hydraulische Schaltpläne veranschaulicht, bei denen besonders vorteilhafte Steuerungsmittel und -wege eingesetzt werden. Die Schaltung gemäß dem in Figur 5 gezeigten Schaltplan kann vorteilhaft zur Betätigung und dem Betrieb eines mit Verriegelungsbolzen 40 ausgestatteten Verriegelungszylinders 20 verwendet werden. Es versteht sich jedoch, dass die aus dem Schaltplan gemäß Figur 5 hervorgehenden Schalt- bzw. Steuerungselemente auch vorteilhaft in Verbindung mit den in Figur 4 gezeigten Verriegelungsbolzen 140 verwendet werden können.
- Eine besonders vorteilhafte Steuerung des Verriegelungszylinders 20 ist mit der Schaltung gemäß Figur 5 erreichbar, weil diese Schaltung und die dort verwendeten Steuerungsmittel es ermöglichen, dass das Druckmittel zuerst den Verriegelungskörpern 42 zugeführt wird, um diese in ihre Entriegelungsstellung zu überführen und dass dann das Druckmittel wahlweise der ersten Arbeitskammer 33 oder der zweiten Arbeitskammer 45 zugeführt wird, um eine Bewegung des Kolbens 22 in die erste Richtung 28 oder in die zweite Richtung 27 zu bewirken. Dadurch kann der Verschleiß im Bereich der Verriegelungsbolzen 40 und im Bereich der Verriegelungsausnehmungen 38 minimiert werden und es kann nicht zu einem Verklemmen der Verriegelungsbolzen 40, insbesondere bei geringen Schaltdrücken kommen.
- Im Unterschied dazu ist bei der Schaltung gemäß Figur 6 vorgesehen, dass das Arbeitmittel oder das Druckmittel den Verriegelungskörpern 142 zugeführt wird, um diese in ihre Entriegelungsstellung zu überführen und dass gleichzeitig das Druckmittel wahlweise der ersten Arbeitskammer 33 oder der zweiten Arbeitskammer 45 zugeführt wird, um eine Bewegung des Kolbens 22 in die erste Richtung 28 oder in die zweite Richtung 27 zu bewirken.
- Bestimmte erfindungswesentliche Schalt- bzw. Steuerelemente, die in Verbindung mit beiden Schaltungsvarianten vorteilhaft einsetzbar sind, werden nachfolgend näher beschrieben:
- Es sind jeweils zwei als Lasthalte-Senkbrems-Mittel 150.1, 150.2 bezeichnete Lasthalte-Senkbrems-Ventile vorgesehen, die bewirken, dass bei Beaufschlagung des Kolbens 22 auf seiner ersten Seite 46 mit dem in der ersten Kammer 33 befindlichen Druckmittel unter Ausbildung eines Arbeitsdruckes, der eine Verschiebung des Kolbens 22 in eine erste Richtung 28 bewirkt, gleichzeitig in der zweiten Arbeitskammer 45 an der zweiten Seite 44 des Kolbens 22 ein durch das in der zweiten Arbeitskammer 45 befindliche Druckmittel ausgeübter Gegendruck wirkt, der kleiner ist als der Arbeitsdruck in der ersten Arbeitskammer 33, so dass ein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens 22 in die erste Richtung 28 vermieden wird, und dass umgekehrt bei Beaufschlagung des Kolbens 22 auf seiner zweiten Seite 44 mit dem in der zweiten Arbeitskammer 45 befindlichen Druckmittel unter Ausbildung eines Arbeits-Druckes, der eine Verschiebung des Kolbens 22 in eine zweite Richtung 27 entgegengesetzt zu der ersten Richtung 28 bewirkt, gleichzeitig in der ersten Arbeitskammer 33 an der ersten Seite 46 des Kolbens 22 ein durch das in der ersten Arbeitskammer 33 befindliche Druckmittel ausgeübter Gegendruck wirkt, der kleiner ist als der Arbeitsdruck in der zweiten Arbeitskammer 45, so dass ein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens 22 in die zweite Richtung 27 vermieden wird, und wobei die Lasthalte-Senkbrems-Mittel 150.1, 150.2 bei einer gewollten Druckentlastung zum Zwecke des Haltens des Kolbens 22 in einer gewünschten Hubstellung einen Rückfluss des Druckmittels aus beiden Arbeitskammern 33, 45 sperren, so dass der Kolben 22 durch das in den Arbeitskammer 33, 45 befindliche Druckmittel in der gewünschten Hubstellung sicher gehalten ist.
- Jedes Lasthalte-Senkbrems-Ventil 150.1, 150.2 weist einen Einlass 153.1, 153.2, einen Auslass 154.1, 154.2 und einen Steueranschluss 155.1, 155.2 für das Druckmittel auf, wobei der Einlass 153.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 mit der ersten Arbeitskammer 33 fluidverbunden ist und wobei der Einlass 153.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 mit der zweiten Arbeitskammer 45 fluidverbunden ist, und wobei der Auslass 154.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 mit dem Steueranschluss 155.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 fluidverbunden ist und wobei der Auslass 154.1 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 mit dem Steueranschluss 155.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 fluidverbunden ist, und wobei mit dem Einlass 153.1, 153.2 und dem Auslass 154.1, 154.2 des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1, 150.2 jeweils ein Rückstörmsperrmittel 156.1, 156.2 fluidverbunden ist, das jeweils eine Strömung des Druckmittels von dem Auslass 154.1, 154.2 zu dem Einlass 153.1, 153.2 des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1, 150.2 zulässt, das aber in entgegengesetzter Richtung jeweils sperrt, und dass wahlweise der Auslass 154.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 und damit der Steueranschluss 155.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 oder der Auslass 154.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 und damit der Steueranschluss 155.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 mit Druckmittel beaufschlagbar sind, um eine Bewegung des Kolbens 22 in die erste Richtung 28 oder in die zweite Richtung 27 aufgrund des jeweiligen Arbeitsdruckes und unter gleichzeitiger Ausbildung des jeweiligen Gegendruckes, der über das zweite Lasthalte-Senkbrems-Ventil 150.2 bzw. über das erste Lasthalte-Senkbrems-Ventil 150.1, vorzugsweise abhängig von dem an dem jeweiligen Steueranschluss 155.1, 155.2 wirkenden Druck zu bewirken.
- Jeweils zwischen dem Auslass 154.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 und dem Auslass 154.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 ist wenigstens ein Rückströmsperrmittel 160, 161 angeordnet, das bei einer Beaufschlagung des Auslasses 154.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 mit Druckmittel eine Druckmittelströmung zum Auslass 154.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 hin verhindert und das umgekehrt bei einer Beaufschlagung des Auslasses 154.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 mit Druckmittel eine Druckmittelströmung zum Auslass 154.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 hin verhindert und das in beiden Fällen eine Zufuhr des Druckmittels zu den Verriegelungskörper 42, 142 zulässt, so dass diese in ihre Entriegelungsstellung überführt werden können.
- Ferner ist vorgesehen, dass das Rückströmsperrmittel 160, 161 einen ersten Einlass 164 für das Druckmittel, einen zweiten Einlass 165 für das Druckmittel und einen Auslass 166 für das Druckmittel aufweist, wobei der erste Einlass 164 des jeweiligen Rückströmsperrmittels 160, 161 mit dem Auslass 154.1 des ersten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.1 fluidverbunden ist, und wobei der zweite Einlass 165 des jeweiligen Rückströmsperrmittels 160, 161 mit dem Auslass 154.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 fluidverbunden ist, und wobei der erste Einlass 164 des jeweiligen Rückströmsperrmittels 160, 161 und der zweite Einlass 165 des jeweiligen Rückströmsperrmittels 160, 161 über einen Fluidkanal 167 miteinander verbunden sind, in den ein mit dem Auslass 166 des jeweiligen Rückströmsperrmittels 160, 161 verbundener Fluidkanal 167 an einer Mündungsstelle 168 einmündet, so dass von der Mündungsstelle 168 ein erster Kanalteil 169 des Fluidkanals 167 und ein zweiter Kanalteil 170 des Fluidkanals 167 abzweigt.
- Bei der Schaltung gemäß Figur 5 ist ferner ein Sperrglied 171 zum Absperren des ersten Kanalteils 169 oder des zweiten Kanalteils 170 vorgesehen, und wobei im abgesperrten Zustand des zweiten Kanalteils 170 der erste Einlass 164 des Rückströmsperrmittels 160, der erste Kanalteil 169 und der Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 160 fluidverbunden sind, so dass eine Druckmittelströmung sowohl vom ersten Einlass 164 des Rückströmsperrmittels 160 zum Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 160 als auch vom Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 160 zum ersten Einlass 164 des Rückströmsperrmittels 160 zugelassen ist, und wobei umgekehrt, im abgesperrten Zustand des ersten Kanalteils 169, der zweite Einlass 165 des Rückströmsperrmittels 160, der zweite Kanalteil 170 und der Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 160 fluidverbunden sind, so dass eine Druckmittelströmung sowohl vom zweiten Einlass 165 des Rückströmsperrmittels 160 zum Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 160 als auch vom Einlass 164 des Rückströmsperrmittels 160 zum zweiten Einlass 165 des Rückströmsperrmittels 160 zugelassen ist.
- Bei der Schaltung gemäß Figur 5 ist ferner vorgesehen, dass das jeweilige Rückströmsperrmittel 156.1, 156.2 ein Sperrglied 173.1, 173.2 zum Unterbinden einer Druckmittelströmung von dem Einlass 153.1, 153.2 zu dem Auslass 154.1, 154.2 des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels 150.1, 150.2 aufweist, das durch Federkräfte einer Feder 174.1, 174.2 beaufschlagt ist, so dass ein Öffnen des Rückströmsperrmittels 156.1, 156.2 und folglich eine Druckmittelströmung von dem Auslass 154.1, 154.2 zu dem Einlass 153.1, 153.2 des jeweilgen Lasthalte-Senkbrems-Mittels 150.1, 150.2 erst ab Überschreiten eines Grenzdruckes des Druckmittels ermöglicht ist, dessen Wert von einer Federkennlinie der jeweiligen Feder 174.1, 174.2 abhängt. Diese Federn 174.1 und 174.2 sind auch gut in Figur 1 an den dort unteren Enden der beiden Lasthalte-Senkbrems-Ventile 150.1, 150.2 ersichtlich.
- Im Unterschied zu der Schaltung gemäß Figur 5 kann entsprechend einer Schaltung gemäß Figur 6 vorgesehen sein, dass ein erstes Sperrglied 172.1 zum Absperren des ersten Kanalteils 169 und ein zweites Sperrglied 172.2 zum Absperren des zweiten Kanalteils 170 vorgesehen ist, die den ersten Kanalteil 169 und den zweiten Kanalteil 170 hinsichtlich einer Druckmittelströmung vom Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 161 zum ersten Einlass 164 des Rückströmsperrmittels 161 und zum zweiten Einlass 165 des Rückströmsperrmittels 161 absperren und die eine Druckmittelströmung vom ersten Einlass 164 des Rückströmsperrmittels 161 zum Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 161 und vom zweiten Einlass 165 des Rückströmsperrmittels 161 zum Auslass 166 des Rückströmsperrmittels 161 zulassen.
- Nachfolgend ist der Betrieb des Verriegelungszylinders 20 näher beschrieben:
- In der in Figur 1 beispielhaft gezeigten Ruhestellung des Verriegelungszylinders 20, also beim Halten des Kolbens 22 und der Kolbenstange 23 in einer gewünschten Hubstellung, ist dieser bereits durch den Einsatz der Lasthalte-Senkbrems-Ventile 150.1, 150.2 hydraulisch gesichert. Diese sind über den Kanal 48 bzw. den Kanal 49 mit den Druckmittel-Arbeitsräumen 45 und 33 des Zylinders 21 fluidverbunden, die eine Druckbeaufschlagung des Kolbens 22 auf seiner zum Kolbenstangenende hin weisenden Seite 44 und/oder auf seiner zum Zylinderboden 53 hin weisenden Seite 46 ermöglichen.
- Die Lasthalte-Senkbrems-Ventile 150.1 und 150.2 ermöglichen also bereits eine Sicherung der jeweiligen Hubstellung des Kolbens 22 mit der Kolbenstange 23 relativ zu dem Zylinder 21, und zwar sowohl beim Einsatz des Verriegelungszylinders 20 für die Übertragung von Druckkräften als auch für die Übertragung von Zugkräften.
- Zusätzlich zu der hydraulischen Sicherung mithilfe der Lasthalte-Senkbrems-Ventile 150.1, 150.2 ist eine mechanische Sicherung des Verriegelungszylinders 20 über die Verriegelungseinheit 56 möglich. Diese zusätzliche mechanische Sicherung greift insbesondere dann, wenn eine Leckage oder ein Versagen oder ein ähnlicher Schaden an dem hydraulischen System auftritt. Denn dann greifen die Verriegelungsbolzen 40, 140 in die Verriegelungsausnehmungen 38 ein, so dass eine formschlüssige und bidirektionale Arretierung der Spindel 35 und damit des Kolbens 22 in der gegebenen Hubstellung gegeben ist. Diese Eingriffs- bzw. Blockierstellung der Zylinderbolzen 40, 140 wird in dem Moment erreicht, in dem eine ungewollte, sich in den Kanälen 48 oder 49 und damit auch in dem Schaltkanal 47 auswirkende Druckentlastung auftritt. Denn dann wird der jeweilige Verriegelungsbolzen 40.1, 40.2; 140.1, 140.2 durch die mechanische Kraft der Druckfedern 39 gegen den sich zuvor drehenden flanschförmigen Ansatz 65 gedrückt, bis der jeweilige Verriegelungsbolzen 40.1 und 40.2 bzw. 140.1 und 140.2 in der nächstmöglichen Verriegelungsausnehmung 38 einrastet und dadurch die weitere Drehbewegung der Spindel 35 blockiert.
- Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Verriegelungszylinders 20 unter Verwendung der in Figur 5 gezeigten Schaltung beschrieben:
- Um beispielsweise eine Bewegung des Kolbens 22 und damit der Kolbenstange 23 relativ zu dem Zylinder 22 in der Ausfahrrichtung 28 zu erreichen, wird der hier mit Vorlaufkanal 86 bezeichnete Kanal mit Druckmittel beaufschlagt, d. h. es wird mithilfe einer in den Figuren nicht gezeigten Pumpe durch den Vorlaufkanal 86 das Druckmittel zugeführt.
- Bis zu einem bestimmten Druck, der von der Federkennlinie der Feder 174.1 der Rückströmsperre 156.1 abhängt, kann das Druckmittel zunächst nicht in den Kanal 49 und damit nicht in den Arbeitsraum 33 gelangen, sondern gelangt zunächst über den ersten Einlass 164 in den ersten Kanalteil 169 des als Wechselventil gestalteten Rückströmsperrmittels 160, wodurch dessen Sperrmittel 171 unter Eröffnung eines Strömungsweges über die Mündungsstelle 168 in den Fluidkanal 167 und von dort über den Auslass 166 in den Schaltkanal 47 unter im Wesentlichen gleichzeitigem Verschließen des zweiten Kanalteils 165 in die in Figur 5 links gezeigte Sperrposition bewegt wird.
- Gleichzeitig wird der zum Steueranschluss 155 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 führende Kanal 88.1 mit Druckmittel beaufschlagt. Allerdings bewirkt der dabei anstehende Druckmitteldruck noch kein Öffnen des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2. Denn ein Öffnen der Lasthalte-Senkbrems-Mittel 150.1 und 150.2 erfolgt entgegen einstellbaren Federkräften einer jeweiligen Feder 80.1 bzw. 80.2. Folglich öffnet das jeweilige Lasthalte-Senkbrems-Mittel 150.1 und 150.2 erst ab einem bestimmten, an dem jeweiligen Steueranschluss 155.1 bzw. 155.2 anstehenden Druckmitteldruck, und zwar abhängig von den an den Federn 80.1 bzw. 80.2 eingestellten Federkräften bzw. Federkennlinien. Diese Federkräfte bzw. Federkennlinien werden vorzugsweise so eingestellt, dass die Lasthalte-Senkbrems-Mittel 150.1, 150.2 jeweils erst dann öffnen, wenn das Rückströmsperrmittel 156.2 bzw. 156.1 öffnet, d. h. hier, wenn das jeweilige Rückströmsperrventil entgegen der Federkraft der jeweiligen Feder 174.2 bzw. 174.1 öffnet, um eine Bewegung des Kolbens 22 in der Ausfahrrichtung 28 bzw. in der Einfahrrichtung 27 zu bewirken.
- Das Druckmittel strömt also dann zunächst durch den Schaltkanal 47 zu den Druckmittelräumen im Bereich der freien Enden 57 der Verriegelungsbolzen 40 und bewirkt, dass diese von der gezeigten Verriegelungsstellung 41 in der Richtung 27 in ihre Entriegelungsstellung überführt werden. Sobald die Dichtflächen 97 der Verriegelungsbolzen 40 an den Gegendichtflächen 98 anliegen, kommt es unter einer weiteren Zufuhr von Druckmittel in den Vorlaufkanal 86 dort zu einem weiteren Druckanstieg, der dazu führt, dass die federbelastete Rückströmsperre 156.1 öffnet. Dann kann das Druckmittel über den Kanal 49 in die erste Arbeitskammer 49 strömen, um eine Bewegung des Kolbens 22 und damit der Kolbenstange 23 in Ausfahrrichtung 28 zu bewirken.
- Gleichzeitig wird der zum Steueranschluss 155.2 des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Ventils 150.2 führende Kanal 88.1 mit Druckmittel eines entsprechenden Druckes beaufschlagt, wodurch, abhängig von dem aktuell im Vorlaufkanal 86 wirkenden Druck, das Lasthalte-Senkbrems-Ventil 150.2 mehr oder weniger weit öffnet, um eine Druckmittelströmung von dem zweiten Arbeitsraum 45 über den Kanal 48 und über das zweite Lasthalte-Senkbrems-Ventil 150.2 in der in Figur 5 gezeigten Pfeilrichtung in den Rücklaufkanal 87 zu ermöglichen.
- Die Steuerung erfolgt dabei derart, dass der hier von dem Lasthalte-Senkbrems-Mittel 150.2 eingestellte Gegendruck abhängig von dem eine Bewegung des Kolbens 22 längs des Zylinders 21 bewirkenden Arbeitsdruck in dem Vorlaufkanal 86 gesteuert ist, wobei mit zunehmendem Arbeitsdruck der gleichzeitig wirkende Gegendruck abnimmt, und zwar vorzugsweise umgekehrt proportional zu dem Arbeitsdruck. Auf diese Weise wird im Fahrbetrieb stets erreicht, dass der Kolben 22 mit einer seiner aktuellen Bewegungsrichtung entgegengesetzt wirkenden Kraft "eingespannt" ist, wodurch ein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens 22 verhindert wird.
- Soll anschließend der Kolben in einer gewünschten Hubposition angehalten werden, wird vorzugsweise sowohl der Vorlaufkanal 86 als auch der Rücklaufkanal 87 druckentlastet. Dadurch schließen sowohl die beiden Rückströmsperren 156.1 und 156.2 als auch - aufgrund der dann auch in den Steuerkanälen 88.1 und 88.2 auftretenden Druckentlastung - die beiden Lasthalte-Senkbrems-Ventile 150.1 und 150.2, so dass das in den Arbeitskammern 33 und 45 befindliche Druckmittel daraus nicht entweichen kann. Der Kolben 22 ist also dann zwischen den auf seine beiden Seiten 44 und 46 vorhandenen Drucksäulen eingespannt und in seiner aktuellen Hubposition fixiert.
- Eine Druckentlastung an den Kanälen 86 und 87 wirkt sich auch in dem Schaltkanal 47 entsprechend aus, so dass die Verriegelungsbolzen 40 durch die auf sie wirkenden Federkräfte der Federn 39 in der Richtung 28 von ihrer Entriegelungsstellung in die in den Figuren gezeigte Verriegelungsstellung 41 überführt werden können. Dabei kann das sich in den Druckmittelräumen vor den freien Verriegelungsenden 57 der Verriegelungsbolzen 40 befindliche Druckmittel über den Kanal 47 und das Wechselventil 160 hier in den Vorlaufkanal 86 zurückströmen.
- Je nachdem, in welcher aktuellen Drehstellung sich die Spindel 35 und damit die Verriegelungsausnehmungen 38 bei einer aktuellen Halte-Hub-Stellung des Kolbens 22 befinden, greifen die Verriegelungsbolzen 40 dann entweder in die Verriegelungsausnehmungen 38 ein oder liegen diese an der zum Kopf 31 des Zylinders 21 hinweisenden Stirn-Fläche des die Verriegelungsausnehmungen 38 enthaltenden Ring-Ansatzes 65 an, die sich zwischen zwei unmittelbar benachbarten Verriegelungsausnehmungen 38 befinden. In einer derartigen, beliebigen Halte-Hub-Stellung des Kolbens 22 ist es im Normalfall nicht relevant, ob die Verriegelungsbolzen 40 oder 140 in die Verriegelungsausnehmungen 38 eingreifen. Etwas anderes gilt selbstverständlich im Falle einer Leckage oder eines Schadens im Druckmittelsystem. Dann dreht sich der die Verriegelungsausnehmungen 38 enthaltende Ansatz noch geringfügig weiter, bis die Verriegelungsbolzen 40, 140 in die nächstkommende Verriegelungsausnehmung 38 einrasten. In den gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen kann es dabei jedoch nur zu einem sehr geringen Hub des Kolbens 22 kommen, der im Millimeter-Bereich liegt und der unter Sicherheitsaspekten völlig ausreichend ist.
- Soll der Kolben 22 und damit die Kolbenstange 23 ausgehend von der in Figur 5 schematisch dargestellten Hubstellung relativ zu dem Zylinder 21 in entgegengesetzter Richtung, d. h. in Einfahrrichtung 27 bewegt werden, wird der Rücklaufkanal 87 mit Druckmittel beaufschlagt. Dann wird das Sperrglied 171 des Wechselventils 160 durch das zufließende Druckmittel in die in Figur 5 rechts dargestellte Sperrrichtung verschoben, so dass dann das über den zweiten Einlass 165 in den zweiten Kanalteil 170 einströmende Druckmittel über die Mündungsstelle 168 wiederum in den Fluidkanal 167 und von dort aus in den Schaltkanal 47 strömen kann, wobei dann der erste Kanalteil 169 des Fluidkanals 159 durch das Sperrmittel 171 abgesperrt ist.
- Nach der Entriegelung der Verriegelungsbolzen 140 bzw. nachdem diese in ihre Entriegelungsstellung überführt sind, öffnet federbelastete Rückströmsperre 156.2, so dass dann Druckmittel in die Arbeitskammer 45 strömen kann, um den Kolben 22 in Einfahrrichtung 27 zu bewegen. Gleichzeitig wird, wiederum abhängig von dem aktuellen Arbeitsdruck, jetzt im Vorlaufkanal 87, das erste Lasthalte-Senkbrems-Ventil 150.1 über den mit dem Steueranschluss 155.1 fluidverbundenen Steuerkanal 88.2 so gesteuert, dass in der Arbeitskammer 33 ein Gegendruck ausgebildet ist, der kleiner ist als der Betriebsdruck in der Arbeitskammer 45, so dass auch die Bewegung des Kolbens 22 in der Einfahrrichtung 27 ohne ein unerwünschtes Voreilen desselben erfolgt.
- Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Verriegelungszylinders 20 unter Verwendung der in Figur 6 gezeigten Schaltung näher beschrieben:
- Wie bereits vorstehend erwähnt, ist die Arbeitsweise und Funktion der Lasthalte-Senkbrems-Mittel 150.1, 150.2 gleich wie am Beispiel der Schaltung gemäß Figur 5 erläutert, so dass insoweit auf die vorstehenden Beschreibungsteile verwiesen werden kann.
- Wenn der Verriegelungszylinder 20 über den Vorlaufkanal 86 oder den Rücklaufkanal 87 mit Druckmittel beaufschlagt wird, führt dies nunmehr gleichzeitig zu einer Beaufschlagung des Schaltkanals 47 mit Druckmittel. Dadurch gelangt das fluide Druckmittel durch den Schaltkanal 47, den Spalt 91 und den Durchströmspalt 71 in die Verriegelungsausnehmungen 38, so dass durch den sich darin ausbildenden Öldruck die Verriegelungsbolzen 140 entgegen der Federkraft der jeweiligen Feder 39 von der in Figur 6 gezeigten Verriegelungsstellung 41 in die in den Figuren nicht gezeigte Entriegelungsstellung gedrückt werden. Dabei kommt es zugleich zu einer kontrollierten Leckage durch den Durchströmkanal 54 jedes Verriegelungsbolzens 40. Wenn also beispielsweise der Vorlaufkanal 86 mit einem Druckmittelstrom beaufschlagt wird, kann Druckmittel über die parallel zu dem Lasthalte-Senkbrems-Ventil 150.1 geschaltete Rückströmsperre 156.1 in den Kanal 49 und von dort in die erste Arbeitskammer 33 gelangen und kann zugleich über das erste Rückschlagventil 84 des Rückströmsperrmittels 161 in den Schaltkanal 47 gelangen. Das Druckmittel strömt also dann über den ersten Einlass 164 des Rückströmsperrmittels 161 in den ersten Kanalteil 169 des Fluidkanals 159 und von dort über die Mündungsstelle 168 in den abgezweigten Fluidkanal 167 und wiederum von dort in den Schaltkanal 47. Dabei ist das zweite Rückschlagventil 85 des Rückströmsperrmittels 161 geschlossen, d. h. deren Sperrglied 172.2 versperrt den zweiten Kanalteil 170.
- Sobald die Verriegelungsbolzen 140.1 und 140.2 bei weiterer Ölzufuhr in ihre Entriegelungsstellung überführt sind, kann sich der Kolben 22 bedingt durch eine gleichzeitige Beaufschlagung mit Druckmittel auf seiner zum Zylinderboden 53 hinweisenden Seite 46 in die Ausfahrrichtung 28 bewegen. Sobald der Druckmittelstrom im Vorlaufkanal 86 vorzugsweise auf den Wert Null abfällt, schließen sowohl die beiden Rückströmsperren 156.1 und 156.2 als auch beide Lasthalte-Senkbrems-Ventile 150.1 und 150.2. Nahezu zeitgleich werden die Verriegelungsbolzen 140 durch die Federn 39 in Ausfahrrichtung 28 verschoben, so dass sie abhängig von der aktuellen Stellung der Verriegelungsausnehmungen 38 dort einrasten können, so dass in der Verriegelungsstellung 41 die Spindel 35 und damit der Kolben 22 sowohl hydraulisch als auch mechanisch verriegelt sind.
- Soll ausgehend von der vorstehend erreichten Hubstellung des Kolbens 22 dieser zurück in Einfahrrichtung bewegt werden, kann der Rücklaufkanal 87 mit Druckmittel beaufschlagt werden, d. h. das Druckmittel kann dort zugeführt werden. Das Druckmittel kann dann über das Rückschlagventil 156.2 in den Kanal 48 gelangen und von dort aus in die Arbeitskammer 45, so dass die zum kolbenstangenseitigen Ende hin weisende Seite 44 des Kolbens 42 mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Gleichzeitig gelangt von dem Rücklaufkanal 87 ein abgezweigter Druckmittelstrom über das zweite Rückschlagventil 85 des Rückströmsperrmittels 161 wiederum in den Schaltkanal 47, während das erste Rückschlagventil 84 geschlossen wird. Dies führt in gleicher Weise, wie bereits vorstehend erläutert, dazu, dass die Verriegelungsbolzen 140 selbsttätig, d. h. ohne zusätzlichen Schaltvorgang, in ihre Entriegelungsstellung überführt werden. Dann bewegt sich der Kolben 22 und damit die Kolbenstange 23 in Einfahrrichtung 27, wobei ebenso, wie vorstehend im Zusammenhang mit der Schaltung gemäß Figur 5 erläutert, in der Arbeitskammer 33 ein Gegendruck wirkt, der kleiner ist als der Arbeitsdruck in der Arbeitskammer 45, so dass wiederum kein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens 22 in der Einfahrrichtung 27 auftreten kann.
- Es ist also ein kennzeichnendes Verfahrensmerkmal gemäß der in Figur 6 gezeigten Schaltung, dass das Druckmittel zum Zwecke des Einfahrens und/oder zum Zwecke des Ausfahrens des Kolbens 22 wenigstens einer Seite 44 oder 46 des Kolbens 22 und gleichzeitig dem Verriegelungsbolzen 40 zugeführt wird, wobei der Verriegelungsbolzen 40 entgegen der Federkraft der Feder 39 von der Verriegelungsstellung 41 in die Entriegelungsstellung überführt wird, so dass sich anschließend die Spindel 35 in einer Drehrichtung 51 oder in einer entgegengesetzten Drehrichtung 52 drehen kann mit der Folge, dass der Kolben 22 entsprechend der Drehrichtung 51 oder 52 in Ausfahrrichtung 28 oder in Einfahrrichtung 27 bewegt wird.
- Das durch den Kanal 55 zurückströmende Druckmittel kann, je nachdem, welcher der Kanäle 86 oder 87 mit Druck beaufschlagt ist, entweder über das Rückschlagventil 82 oder über das Rückschlagventil 83 in den Kanal 86 oder in den Kanal 87 zurückgeführt werden.
Claims (11)
- Verriegelungszylinder (20) mit einem Zylinder (21) und einem Kolben (22), der mithilfe eines beiden Seiten des Kolbens (22) in eine erste Arbeitskammer (33) und in eine zweite Arbeitskammer (45) zuführbaren fluiden Druckmittels parallel zur Längsachse (29) des Zylinders (21) bewegbar ist, und der mit einem Kolbengewinde (34) versehen ist, das unter Ausbildung eines nicht selbsthemmenden Gewindes (37) mit einem Spindelgewinde (36) einer Spindel (35) im Eingriff steht, die um eine parallel zur Längsachse (29) des Zylinders (21) angeordnete Drehachse (43) drehbar ist und die wenigstens eine nach außen offene Verriegelungsausnehmung (38) aufweist, in die wenigstens ein mittels Federkraft einer Feder beaufschlagter Verriegelungskörper (42, 142) eingreifen kann, der gegen eine Drehung um die Drehachse (43) der Spindel (35) gesichert und fest mit dem Zylinder (21) verbunden, jedoch relativ zu diesem bewegbar gelagert ist, und der mithilfe der Federkraft der Feder (39) in eine Verriegelungsstellung (41) überführbar ist, in welcher er in die Verriegelungsausnehmung (38) der Spindel (35) eingreift, so dass dann eine Drehung der Spindel (35) um ihre Drehachse (43) blockiert ist, und wobei der Verriegelungskörper (42, 142) mithilfe eines fluiden Arbeitsmittels entgegen der Federkraft der Feder (35) von der Verriegelungsstellung (41) in eine Entriegelungsstellung überführbar ist, in welcher die Spindel (35) um ihre Drehachse (43) drehbar ist, um eine Bewegung des Kolbens (22) längs des Zylinders (21) zu ermöglichen, und wobei Steuerungsmittel zur Steuerung der Bewegung des Kolbens (22) und des Verriegelungskörpers (42, 142) bzw. der Verriegelungskörper (42, 142) vorgesehen sind, wobei wenigstens ein erstes Lasthalte-Senkbrems-Mittel (150.1) mit der ersten Arbeitskammer (33) fluidverbunden ist und dass wenigstens ein zweites Lasthalte-Senkbrems-Mittel (150.2) mit der zweiten Arbeitskammer (45) fluidverbunden ist, wobei die wenigstens zwei Lasthalte-Senkbrems-Mittel (150.1, 150.2) bewirken, dass bei Beaufschlagung des Kolbens (22) auf seiner ersten Seite (46) mit dem in der ersten Arbeitskammer (33) befindlichen Druckmittel unter Ausbildung eines Arbeitsdruckes, der eine Verschiebung des Kolbens (22) in eine erste Richtung (28) bewirkt, gleichzeitig in der zweiten Arbeitskammer (45) an der zweiten Seite (44) des Kolbens (22) ein durch das in der zweiten Arbeitskammer (45) befindliche Druckmittel ausgeübter Gegendruck wirkt, der kleiner ist als der Arbeitsdruck in der ersten Arbeitskammer (33), so dass ein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens (22) in die erste Richtung (28) vermieden wird, und dass umgekehrt bei Beaufschlagung des Kolbens (22) auf seiner zweiten Seite (44) mit dem in der zweiten Arbeitskammer (45) befindlichen Druckmittel unter Ausbildung eines Arbeitsdruckes, der eine Verschiebung des Kolbens (22) in eine zweite Richtung (27) entgegengesetzt zu der ersten Richtung (28) bewirkt, gleichzeitig in der ersten Arbeitskammer (33) an der ersten Seite (46) des Kolbens (22) ein durch das in der ersten Arbeitskammer (33) befindliche Druckmedium ausgeübter Gegendruck wirkt, der kleiner ist als der Arbeitsdruck in der zweiten Arbeitskammer (45), so dass ein unkontrolliertes Voreilen des Kolbens (22) in die zweite Richtung (27) vermieden wird, und wobei die Lasthalte-Senkbrems-Mittel (150.1, 150.2) bei einer gewollten Druckentlastung zum Zwecke des Haltens des Kolbens (22) in einer gewünschten Hubstellung einen Rückfluss des Druckmittels aus beiden Arbeitskammern (33, 45) sperren, so dass der Kolben (22) durch das in den Arbeitskammern (35, 45) befindliche Druckmittel in der gewünschten Hubstellung gehalten ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der von den Lasthalte-Senkbrems-Mitteln (150.1, 150.2) gesteuerte Gegendruck abhängig von dem jeweiligen, eine Bewegung des Kolbens (22) längs des Zylinders (21) bewirkenden Arbeitsdruck gesteuert ist. - Verriegelungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von den Lasthalte-Senkbrems-Mitteln (150.1, 150.2) gesteuerte Gegendruck abhängig von dem jeweiligen, eine Bewegung des Kolbens (22) längs des Zylinders (21) bewirkenden Arbeitsdruck gesteuert ist, so dass mit zunehmendem Arbeitsdruck der gleichzeitig wirkende Gegendruck abnimmt.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruck umgekehrt proportional zu dem Arbeitsdruck gesteuert ist.
- Verriegelungszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasthalte-Senkbrems-Mittel (150.1, 150.2) jeweils einen ersten Einlass für das Druckmittel (153.1, 153.2), einen Auslass (154.1, 154.2) für das Druckmittel und einen Steueranschluss (155.1, 155.2) für das Druckmittel aufweisen, wobei der Einlass (153.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) mit der ersten Arbeitskammer (33) fluidverbunden ist und der Einlass (153.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) mit der zweiten Arbeitskammer (45) fluidverbunden ist, und wobei der Auslass (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) mit dem Steueranschluss (155.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) fluidverbunden ist und der Auslass (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) mit dem Steueranschluss (155.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) fluidverbunden ist, und wobei mit dem Einlass (153.1, 153.2) und dem Auslass (154.1, 154.2) des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1., 150.2) jeweils ein Rückströmsperrmittel (156.1, 156.2) fluidverbunden ist, das jeweils eine Strömung des Druckmittels von dem Auslass (154.1, 154.2) zu dem Einlass (153.1, 153.2) des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1, 150.2) zulässt, das aber einer entgegengesetzten Richtung jeweils sperrt, und dass wahlweise der Auslass (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) und damit der Steueranschluss (155.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) oder der Auslass (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) und damit der Steueranschluss (155.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) mit Druckmittel beaufschlagbar sind, um eine Bewegung des Kolbens (22) in die erste Richtung (28) oder in die zweite Richtung (27) aufgrund des jeweiligen Arbeitsdruckes und unter gleichzeitiger Ausbildung des jeweiligen Gegendruckes, der über das zweite Lasthalte-Senkbrems-Mittel (150.2) bzw. über das erste Lasthalte-Senkbrems-Mittel (150.1) abhängig von dem an dem jeweiligen Steueranschluss (155.1, 155.2) wirkenden Druck, zu bewirken.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise der Auslass (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) oder der Auslass (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) in Fluidverbindung mit dem Verriegelungskörper (42, 142) bzw. den Verriegelungskörpern (42, 142) bringbar ist, so dass bei einer Beaufschlagung des Auslasses (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) oder des Auslasses (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) mit Druckmittel, dieses dem Verriegelungskörper (42, 142) bzw. den Verriegelungskörpern (42, 142) zugeführt wird, um diesen bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung zu überführen.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Auslass (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) und dem Auslass (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) wenigstens ein Rückströmsperrmittel (160, 161) angeordnet ist, das bei einer Beaufschlagung des Auslasses (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) mit Druckmittel eine Druckmittelströmung zum Auslass (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) hin verhindert und das umgekehrt bei einer Beaufschlagung des Auslasses (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) mit Druckmittel eine Druckmittelströmung zum Auslass (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) hin verhindert, und das in beiden Fällen eine Zufuhr des Druckmittels zu dem Verriegelungskörper bzw. den Verriegelungskörpern (42, 142) zulässt, so dass dieser bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung überführt wird bzw. werden.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückströmsperrmittel (160) einen ersten Einlass (164) für das Druckmittel, einen zweiten Einlass (165) für das Druckmittel und einen Auslass (166) für das Druckmittel aufweist, wobei der erste Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (160) mit dem Auslass (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) fluidverbunden ist, und wobei der zweite Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (160) mit dem Auslass (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) fluidverbunden ist, und wobei der erste Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (160) und der zweite Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (160) über einen Fluidkanal (167) miteinander verbunden sind, in den ein mit dem Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (160) verbundener Fluidkanal (167) an einer Mündungsstelle (168) einmündet, so dass von der Mündungsstelle (168) ein erster Kanalteil (169) des Fluidkanals (167) und ein zweiter Kanalteil (170) des Fluidkanals (167) abzweigt, und wobei ein Sperrglied (171) zum Absperren des ersten Kanalteils (169) oder des zweiten Kanalteils (170) vorgesehen ist, und wobei im abgesperrten Zustand des zweiten Kanalteils (170) der erste Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (160), der erste Kanalteil (169) und der Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (160) fluidverbunden sind, so dass eine Druckmittelströmung sowohl von dem ersten Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (160) zu dem Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (160) als auch vom Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (160) zu dem ersten Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (160) zugelassen ist, und wobei umgekehrt im abgesperrten Zustand des ersten Kanalteils (169) der zweite Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (160), der zweite Kanalteil (170) und der Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (160) fluidverbunden sind, so dass eine Druckmittelströmung sowohl von dem zweiten Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (160) zu dem Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (160) als auch von dem Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (160) zu dem zweiten Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (160) zugelassen ist.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückströmsperrmittel (161) einen ersten Einlass (164) für das Druckmittel, einen zweiten Einlass (165) für das Druckmittel und einen Auslass (166) für das Druckmittel aufweist, wobei der erste Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (161) mit dem Auslass (154.1) des ersten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1) fluidverbunden ist, und wobei der zweite Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (161) mit dem Auslass (154.2) des zweiten Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.2) fluidverbunden ist, und wobei der erste Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (161) und der zweite Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (161) über einen Fluidkanal (167) miteinander verbunden sind, in den ein mit dem Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (161) verbundener Fluidkanal (167) an einer Mündungsstelle (168) einmündet, so dass von der Mündungsstelle (168) ein erster Kanalteil (169) des Fluidkanals (167) und ein zweiter Kanalteil (170) des Fluidkanals (167) abzweigt, und wobei ein erstes Sperrglied (172.1) zum Absperren des ersten Kanalteils (169) und ein zweites Sperrglied (172.2) zum Absperren des zweiten Kanalteils (170) vorgesehen ist, die den ersten Kanalteil (169) und den zweiten Kanalteil (170) hinsichtlich einer Druckmittelströmung vom Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (161) zum ersten Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (161) und zum zweiten Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (161) absperren und die eine Druckmittelströmung vom ersten Einlass (164) des Rückströmsperrmittels (161) zum Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (161) und vom zweiten Einlass (165) des Rückströmsperrmittels (161) zum Auslass (166) des Rückströmsperrmittels (161) zulassen.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel oder das Druckmittel dem Verriegelungskörper (142) bzw. den Verriegelungskörpern (142) zugeführt wird, um diesen bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung zu überführen und dass gleichzeitig das Druckmittel wahlweise der ersten Arbeitskammer (33) oder der zweiten Arbeitskammer (45) zugeführt wird, um eine Bewegung des Kolbens (22) in die erste Richtung (28) oder in die zweite Richtung (27) zu bewirken.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsmittel oder das Druckmittel zuerst dem Verriegelungskörper (42) bzw. den Verriegelungskörpern (42) zugeführt wird, um diesen bzw. diese in seine bzw. ihre Entriegelungsstellung zu überführen und dass dann das Druckmittel wahlweise der ersten Arbeitskammer (33) oder der zweiten Arbeitskammer (45) zugeführt wird, um eine Bewegung des Kolbens (22) in die erste Richtung (28) oder in die zweite Richtung (27) zu bewirken.
- Verriegelungszylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Rückströmsperrmittel (156.1, 156.2) ein Sperrglied (173.1, 173.2) zum Verhindern einer Druckmittelströmung von dem Einlass (153.1, 153.2) zu dem Auslass (154.1, 154.2) des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1, 150.2) aufweist, das durch Federkräfte einer Feder (174.1, 174.2) beaufschlagt ist, so dass ein Öffnen des Rückströmsperrmittels (156.1, 156.2) und folglich eine Druckmittelströmung von dem Auslass (154.1, 154.2) zu dem Einlass (153.1, 153.2) des jeweiligen Lasthalte-Senkbrems-Mittels (150.1, 150.2) erst ab Überschreiten eines Grenzdruckes des Druckmittels ermöglicht ist, dessen Wert von einer Federkennlinie der jeweiligen Feder (174.1, 174.2) abhängt.
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