EP1864024B1 - Verriegelbarer arbeitszylinder - Google Patents
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- EP1864024B1 EP1864024B1 EP06723716A EP06723716A EP1864024B1 EP 1864024 B1 EP1864024 B1 EP 1864024B1 EP 06723716 A EP06723716 A EP 06723716A EP 06723716 A EP06723716 A EP 06723716A EP 1864024 B1 EP1864024 B1 EP 1864024B1
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- European Patent Office
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- working cylinder
- pressure
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- pressure space
- spindle
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Classifications
-
- 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
Definitions
- the invention relates to a lockable power cylinder having a housing and a piston movable therein in a main pressure chamber, from which a piston rod tube leads from the main pressure chamber, wherein in the piston or the piston rod tube rotates a spindle, which is associated with a means for stopping the rotational movement, wherein the spindle or one of these mounted rotary sleeve has a radially disposed space in which a radially feasible locking pin engages.
- Such cylinders are known in a variety of forms and designs and on the market.
- a fluid operated cylinder shown in which a rotatable spindle engages a piston rod tube. If the corresponding piston, the Assigned to the piston rod tube, the spindle also rotates, so that the piston rod tube can move axially.
- corresponding brake or locking units are provided.
- a braking surface which presses against a brake cone, so that thereby the spindle rotation is decelerated.
- Such a braking device is not suitable for braking larger loads acting on the working cylinder. Furthermore, as a result, the spindle rotation can not be stopped abruptly.
- a locking unit which forms a functionally reliable, fine-step and reliably lockable component arrangement.
- a rotational movement of the threaded spindle by means of an axially displaceable connecting member and a rotationally fixed counter-member braking locking unit is provided, wherein the held by a compression spring in the connecting position connecting member can be unlocked by a displaceable against the spring action thrust body.
- the connecting member is formed as a with the compression spring on a Tragansatzteil the threaded spindle axially displaceable locking piston, at its front end of the cylinder bottom directed end face an annular extending and engageable on a bottom-side counter toothing tooth profile is provided.
- the locking piston which can be displaced on the carrying attachment part is rotatably matched to the pushing body by means of a central supporting bearing.
- This lock is problematic because on the one hand a front-side locking can be worn down over time.
- the cohesion of the frontal toothing is dependent on the pressure medium, which, for example, when leaks occur, can easily fail.
- a working cylinder of the above type is from the EP 1 106 841 A2 known.
- the spindle has radially arranged spaces into which engages a radially feasible locking pin.
- Object of the present invention is to provide a working cylinder of the type mentioned above, in which when you release the pressure in the main pressure chamber, there is a very rapid and secure locking of the piston or the piston rod tube or the spindle.
- a pressure medium can be introduced and thus the space is designed as a pressure chamber.
- This radially feasible locking bolt ensures that, as long as it enters the pressure chamber, a secure locking of the spindle takes place. As a result, the piston and the piston rod tube is set. Another rotational movement is only possible when the locking pin is removed from its rest position.
- spindle also includes a mounted on the spindle rotary sleeve, which serves to better mounting and storage of the spindle.
- the pressure chamber could be associated with the locking bolt, a force storage device, such as a coil spring. If the pressure in the pressure chamber is removed in this case, the locking pin can retract under the pressure of the compression spring in this pressure chamber and lock the spindle.
- a cup-shaped locking pressure chamber is set up around the spindle end, from which then the pressure chamber, which receives the locking pin, branches off. From this cup-shaped locking pressure chamber enters a pressure medium in the pressure chamber, since there the locking pin is performed with play. If the bottom of the room is funnel-shaped, so the pressure medium can pass in front of the locking pin and push it out of the pressure chamber. The funnel-shaped training does not have to be.
- the latter arrangement is desirable when a plurality of pressure chambers radially distributed around the spindle or, the spindle end are provided.
- This radial distribution causes the locking pin to have a variety of desired capabilities to retract into the next compression space.
- the unwanted rotation of the spindle which follows, for example, a leak in the system is reduced to a minimum.
- annular collar On the spindle or the above-mentioned rotating sleeve, an annular collar should preferably be provided, which is supported against at least one needle bearing.
- This needle bearing absorbs the forces acting axially, preferably a Spindelend Formation still maintains a slight distance from a blind hole bottom of a blind hole around them.
- the entire pressure medium system is coupled together. This means above all that the pressure medium supply is coupled to the movement of the actual piston with the pressure medium supply to the above-mentioned locking pressure chamber for the locking pin.
- the pressure medium supply to the locking pressure chamber and the main pressure chamber is controlled, however. It is important that the locking pressure chamber is separated from the main pressure chamber by a corresponding seal.
- the pressure medium supply to the main pressure chamber is designed so that only the pressure medium supply to the locking pressure chamber reaches a predetermined value, for example from 15 to 25 bar, which is sufficient that the locking pin is pushed out of the pressure chamber before the piston is pressurized in the main pressure chamber , This means that the spindle is first released before it is moved axially in the working cylinder.
- the locking pin takes over a second mechanical backup, while the first backup is done hydraulically by at least one load-holding valve.
- This load-holding valve is arranged in the pressure medium system so that it can hold a force acting on the piston rod or the piston force as soon as the pressure medium supply, for example, the hydraulic unit, is turned off. Only when this first backup stops working, for example, in the case of a faulty load-holding valve or leakage in the system, the second, mechanical fuse enters into force, since in this case the spindle rotates and the locking pin under the pressure of him supporting coil spring in the pressure chamber retracts.
- the present working cylinder is intended primarily for heavy load.
- the scope is extremely diverse. He goes from, for example, double-deck car transporters, in which individual floors are supported against each other, up to hydraulic presses or devices for the position of formwork in construction. These are only a few application examples, the invention is of course not limited thereto.
- An inventive working cylinder P has according to FIG. 1 a housing 1, on which a distribution block 2 is placed for print media. On the right side of the housing 1 is a tab 3 with an eye 4 for mounting in a hook not shown in detail od. The like. Formed. The eye 4 is seated in a rotary ring 5, which forms an annular space 6 towards the tab 3, which can be filled with a lubricant via a lubricant 7.
- To the tab 3 includes a lower housing part 8, to which a middle part 9 is pushed. This in turn goes into a cylinder tube 10, in the opening 11, a guide sleeve 12 is inserted.
- the guide sleeve 12 encloses a piston rod tube 13, which is screwed into a piston 14.
- the piston 14 is guided in the interior of the cylinder tube 10 and is supported against this cylinder tube 10 by means of a sealing ring 15.
- a threaded piece 16 is screwed, which in one piece in a further tab 17 with a Connection eye 18 for example, a load or snap hook transitions.
- the piston rod tube 13 is at least for the most part provided with an internal thread not shown in detail, in which a spindle 20 rotates with a corresponding external thread.
- This spindle 20 also passes through the piston 14 and sits with a spindle root 21 in a rotary sleeve 22, which is received by the middle part 9 and the lower housing part 8.
- the lower housing part 8 forms a blind hole 23, in which the rotary sleeve 22 is received at a distance.
- the rotary sleeve 22 holds with an end face 24 of a blind hole bottom 25 a slight distance.
- the rotary sleeve 22 engages with an annular collar 26 in an annular space 27, which is formed between the middle part 9 and the lower housing part 8.
- annular space 27 the annular collar 26 is supported on both sides in each case via a needle bearing 29 or 30 against corresponding shoulder or end surfaces formed by the housing parts.
- At least two pressure chambers 31.1 and 31.2 are formed, which are each provided with a funnel-shaped bottom 32.
- a locking pin 33 In the pressure chamber 31.1 sits a locking pin 33, which is acted upon by a coil spring 34 on the other hand.
- pressure medium is supplied through the distributor block 2 to the locking pressure chamber 38. Since the locking pin 33 is guided in the pressure chamber 31.1 with play, this pressure medium passes in front of the locking pin 33 in the hopper bottom 23 and pushes the locking pin 33 against the force of the coil spring 34 from the pressure chamber 31.1. Thereby, the rotary sleeve 22 can rotate freely in the blind hole 23, wherein the rotation is supported by the needle bearings 29 and 30.
- pressure medium also passes behind the piston 14. This is moved to the left, so a Pressure chamber 36 is reduced in front of the piston 14. The volume of pressure medium from this pressure chamber 36 passes through a return line 37 back to, for example, a pressure medium reservoir.
- a pitch of the internal thread, not shown, in the piston rod tube 13 and the external thread, not shown, on the spindle 20 is selected such that upon displacement of the piston rod tube 13 under the pressure of the piston 14 to the left, the spindle 20 is set in rotary motion.
- the hydraulic system is controlled so that there is always in the locking pressure chamber 38 by 15 to 25 bar higher pressure, as in the main pressure chamber 36. This ensures that the locking pin 33 remains in its pushed-back position ,
- the hydraulic unit promotes no further pressure medium, neither to the main pressure chamber 36 nor to the locking pressure chamber 38. This means that both pressure chambers are depressurized. From the pressure chamber behind the piston 14, however, no pressure medium can flow back, as this by a Load holding valve 35 is prevented.
- This load-holding valve is the first safety device of the lockable working cylinder according to the invention. The second fuse is taken over by the locking pin 33. This is because the locking pressure chamber 38 is depressurized, the circumference of the rotary sleeve 22 at.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen verriegelbarer Arbeitszylinder mit einem Gehäuse und einem darin in einem Hauptdruckraum bewegbaren Kolben, von dem aus ein Kolbenstangenrohr aus dem Hauptdruckraum führt, wobei in dem Kolben bzw. dem Kolbenstangenrohr eine Spindel dreht, welcher eine Einrichtung zum Anhalten der Drehbewegung zugeordnet ist, wobei die Spindel bzw. eine dieser aufgesetzten Drehhülse einen radial angeordneten Raum aufweist, in den ein radial führbarer Sperrbolzen eingreift.
- Derartige Arbeitszylinder sind in vielfältiger Form und Ausführung bekannt und auf dem Markt. Beispielsweise wird in der
DE 41 41 460 C2 ein druckmittelbetriebener Arbeitszylinder gezeigt, bei dem eine drehbare Spindel in ein Kolbenstangenrohr eingreift. Wird der entsprechende Kolben, der dem Kolbenstangenrohr zugeordnet ist, unter Druck gesetzt, dreht auch die Spindel, sodass das Kolbenstangenrohr sich axial bewegen kann. - Bei all diesen Arbeitszylindern stellt sich das Problem, dass, sollte der Druck in dem eigentlichen Hauptdruckraum, in dem der Kolben mit Druck beaufschlagt wird, zusammenbrechen, beispielsweise durch Brechen der Dichtmanschette, der Kolben unter dem Druck der Last oder auch unter einem Zug selbstständig in Bewegung gesetzt wird, wobei die Spindel mit ihrem Aussengewinde das Innengewinde des Kolbenstangenrohres abläuft.
- Um diese selbstständige Bewegung der Kolbenstange zu unterbinden, sind entsprechende Brems- oder Verriegelungseinheiten vorgesehen. So wird beispielsweise in der
DE 297 20 838 U1 eine Bremsfläche vorgeschlagen, die gegen einen Bremskegel drückt, sodass hierdurch die Spindeldrehung abgebremst wird. Eine derartige Bremseinrichtung ist zum Abbremsen grösserer Lasten, die auf den Arbeitszylinder einwirken, nicht geeignet. Ferner kann hierdurch die Spindeldrehung nicht schlagartig beendet werden. - Auch aus der
DE 202 16 197 ist eine Verriegelungseinheit bekannt, die eine funktionssichere, feinstufige und zuverlässig verriegelbare Bauteileanordnung bildet. Dabei ist eine die Drehbewegung der Gewindespindel mittels eines axial verschiebbaren Verbindungsgliedes und eines drehfesten Gegengliedes bremsende Verriegelungseinheit vorgesehen, wobei das mittels einer Druckfeder in Verbindungsstellung gehaltene Verbindungsglied durch einen entgegen der Federwirkung verlagerbaren Schubkörper entriegelbar ist. Das Verbindungsglied ist als ein mit der Druckfeder auf einem Tragansatzteil der Gewindespindel axial verschiebbaren Rastkolben ausgebildet, an dessen zum stirnseitigen Ende des Zylinderbodens gerichteter Stirnseite eine kreisringförmig verlaufende und an einer bodenseitigen Gegenverzahnung einrastbares Verzahnungsprofil vorgesehen ist. Koaxial zu diesem ist der auf dem Tragansatzteil verschiebbare Rastkolben mittels eines zentralen Stützlagers drehbar auf den Schubkörper abgestimmt. Diese Verriegelung ist problematisch, da zum einen eine stirnseitige Verriegelung sich im Laufe der Zeit abschleifen kann. Zum Andern ist der Zusammenhalt der stirnwärtigen Verzahnung von der Druckmittelbeaufschlagung abhängig, die, beispielsweise wenn Leckagen auftreten, leicht versagen kann. - Ein Arbeitszylinder der o.g. Art ist aus der
EP 1 106 841 A2 bekannt. Dort weist die Spindel radial angeordnete Räume auf, in die ein radial führbarer Sperrbolzen eingreift. Die Betätigung des Sperrbolzens erfolgt über einen, dem Sperrbolzen bodenwärtig angeformten Kolben, der in einem Druckraum gegen die Kraft einer Feder führbar ist. - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Arbeitszylinder der oben genannten Art zu schaffen, bei dem bei Aufheben des Druckes in dem Hauptdruckraum es zu einer sehr raschen und sicheren Verriegelung des Kolbens bzw. des Kolbenstangenrohres bzw. der Spindel kommt.
- Zur Lösung der Aufgabe führt, dass in den Raum vor dem Sperrbolzen ein Druckmedium einbringbar und damit der Raum als Druckraum ausgebildet ist.
- Durch diesen radial führbaren Sperrbolzen wird gewährleistet, dass, sofern er in den Druckraum einfährt, eine sichere Verriegelung der Spindel stattfindet. Hierdurch wird auch der Kolben und auch das Kolbenstangenrohr festgelegt. Eine weitere Drehbewegung ist erst möglich, wenn der Sperrbolzen aus seiner Rastlage entfernt wird.
- Wenn im Folgendem nur von Spindel gesprochen wird, so umfasst dies auch eine auf die Spindel aufgesetzte Drehhülse, die der besseren Montage bzw. Lagerung der Spindel dient.
- Für die Bewegung des Sperrbolzen in und aus Rastlage steht der Druckraum unter dem Druck eines Druckmittels, welches den Sperrbolzen aus dem Druckraum drückt. Hierdurch wird die Spindel frei und kann drehen.
- Andererseits des Druckraumes könnte dem Sperrbolzen ein Kraftspeicher, wie beispielsweise eine Schraubenfeder, zugeordnet sein. Wird in diesem Fall der Druck in dem Druckraum aufgehoben, kann der Sperrbolzen unter dem Druck der Druckfeder in diesen Druckraum einfahren und die Spindel verriegeln.
- Denkbar ist auch, zusammen mit einer Schraubenfeder oder auch ohne die Schraubenfeder den Sperrbolzen andererseits des Druckraumes unter den Druck eines hydraulischen oder pneumatischen Mediums zu setzten, sodass, gesteuert durch eine entsprechende elektronische Steuerung, Druck aufgebaut und der Sperrbolzen in dem Druckraum verlagert werden kann. Hier sind viele Möglichkeiten denkbar und sollen von der Erfindung umfasst sein.
- Bevorzugt wird jedoch, dass insgesamt um das Spindelende herum ein topfförmiger Verriegelungsdruckraum eingerichtet wird, von dem dann der Druckraum, der den Sperrbolzen aufnimmt, abzweigt. Von diesem topfförmigen Verriegelungsdruckraum gelangt ein Druckmedium in den Druckraum, da dort der Sperrbolzen mit Spiel geführt ist. Wenn der Boden des Raumes trichterförmig ausgebildet ist, so kann das Druckmedium vor den Sperrbolzen gelangen und diesen aus dem Druckraum schieben. Die trichterförmige Ausbildung muss aber nicht sein.
- Vor allem die letztgenannte Anordnung ist dann wünschenswert, wenn mehrere Druckräume radial verteilt um die Spindel bzw, das Spindelende vorgesehen sind. Diese radiale Verteilung bewirkt, dass der Sperrbolzen eine Vielzahl von erwünschten Möglichkeiten hat, um in den nächstfolgenden Druckraum einzufahren. Hierdurch wird die unerwünschte Drehung der Spindel, welche beispielsweise auf eine Leckage im System folgt, auf ein Minimum reduziert.
- Noch besser ist es, wenn mehr als ein Sperrbolzen vorgesehen ist, da dann die Festlegung der Spindel stabilisiert wird. Ferner ist es möglich, den Abstand zwischen zwei Sperrbolzen ungleich dem Abstand zwischen zwei Druckräumen auszulegen, sodass die Teilung für die Verriegelung nochmals reduziert wird.
- Das bedeutet, dass die Drehung der Spindel auf ein Minimum herabgesetzt wird.
- An der Spindel oder der oben erwähnten Drehhülse sollte bevorzugt ein Ringkragen vorgesehen werden, welcher sich gegen zumindest ein Nadellager abstützt. Dieses Nadellager nimmt die axial wirkenden Kräfte auf, wobei bevorzugt eine Spindelendfläche noch einen geringfügigen Abstand von einem Sacklochboden eines sie umgehenden Sackloches einhält.
- In einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel ist das gesamte Druckmittelsystem miteinander gekoppelt. Das heisst vor allem, dass die Druckmittelzufuhr zur Bewegung des eigentlichen Kolbens gekoppelt ist mit der Druckmittelzufuhr zu dem oben erwähnten Verriegelungsdruckraum für den Sperrbolzen. Die Druckmittelzufuhr zu dem Verriegelungsdruckraum und dem Hauptdruckraum erfolgt jedoch gesteuert. Dabei ist von Bedeutung, dass der Verriegelungsdruckraum von dem Hauptdruckraum durch eine entsprechende Dichtung getrennt ist. Die Druckmittelzufuhr zu dem Hauptdruckraum ist so ausgelegt, dass erst die Druckmittelzufuhr zu dem Verriegelungsdruckraum einen vorbestimmten Wert, beispielsweise von 15 bis 25 bar erreicht, der genügt, dass der Sperrbolzen aus dem Druckraum herausgedrückt wird, bevor der Kolben in dem Hauptdruckraum mit Druck beaufschlagt wird. Das heisst, die Spindel wird erst entsichert, bevor sie axial in dem Arbeitszylinder bewegt wird. Somit übernimmt der Sperrbolzen eine zweite, mechanische Sicherung, während die erste Sicherung durch zumindest ein Lasthalteventil hydraulisch erfolgt. Dieses Lasthalteventil ist in dem Druckmittelsystem so angeordnet, dass es eine auf die Kolbenstange bzw. den Kolben einwirkende Kraft halten kann, sobald die Druckmittelzufuhr, beispielsweise das Hydraulikaggregat, abgeschaltet ist. Erst wenn diese erste Sicherung nicht mehr funktioniert, beispielsweise bei einem schadhaften Lasthalteventil oder bei einer Leckage im System, tritt die zweite, mechanische Sicherung in Kraft, da in diesem Fall die Spindel dreht und der Sperrbolzen unter dem Druck der ihn abstützenden Schraubenfeder in den Druckraum einfährt.
- Der vorliegende Arbeitszylinder ist vor allem für grosse Last gedacht. Der Anwendungsbereich ist äusserst vielfältig. Er geht von beispielsweise Doppelstock - Autotransporter, bei dem einzelne Etagen gegeneinander abgestützt werden, bis zu Hydraulikpressen oder auch Vorrichtungen zur Stellung von Schalungen im Bauwesen. Dies sind nur einige wenige Anwendungsbeispiele, die Erfindung ist darauf natürlich nicht beschränkt.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
-
Figur 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen Arbeitszylinder; -
Figur 2 eine Frontansicht des Arbeitszylinders gemässFigur 1 ; -
Figur 3 einen Querschnitt durch den Arbeitszylinder gemäss Linie III - III inFigur 2 . - Ein erfindungsgemässer Arbeitszylinder P weist gemäss
Figur 1 ein Gehäuse 1 auf, auf welches ein Verteilerblock 2 für Druckmedien aufgesetzt ist. Rechtsseitig ist dem Gehäuse 1 eine Lasche 3 mit einem Auge 4 zum Einhängen in einen nicht näher gezeigten Haken od. dgl. angeformt. Das Auge 4 sitzt in einem Drehring 5, wobei dieser zur Lasche 3 hin einen Ringraum 6 ausbildet, der über ein Schmiermittel 7 mit einem Schmierstoff gefüllt werden kann. - An die Lasche 3 schliesst ein unteres Gehäuseteil 8 an, dem ein Gehäusemittelteil 9 aufgeschoben ist. Dieses geht wiederum in ein Zylinderrohr 10 über, in dessen Öffnung 11 eine Führungshülse 12 eingesetzt ist. Die Führungshülse 12 umschliesst ein Kolbenstangenrohr 13, welches in einen Kolben 14 eingeschraubt ist. Der Kolben 14 ist im Inneren des Zylinderrohres 10 geführt und stützt sich gegen dieses Zylinderohr 10 mittels einem Dichtring 15 ab.
- In ein offenes Ende des Kolbenstangenrohres 13 ist ein Gewindestück 16 eingeschraubt, welches einstückig in eine weitere Lasche 17 mit einem Anschlussauge 18 für beispielsweise einen Last- oder Karabinerhaken übergeht.
- Das Kolbenstangenrohr 13 ist zumindest zum grossen Teil mit einem nicht näher gezeigten Innengewinde versehen, in welchem eine Spindel 20 mit einem entsprechenden Aussengewinde dreht. Diese Spindel 20 durchsetzt auch den Kolben 14 und sitzt mit einem Spindelfuss 21 in einer Drehhülse 22, die von dem Gehäusemittelteil 9 und dem unteren Gehäuseteil 8 aufgenommen ist. Hierzu bildet das untere Gehäuseteil 8 ein Sackloch 23 aus, in welchem die Drehhülse 22 beabstandet aufgenommen ist. Dabei hält die Drehhülse 22 mit einer Stirnfläche 24 von einem Sacklochboden 25 einen geringfügigen Abstand ein.
- Ferner greift die Drehhülse 22 mit einem Ringkragen 26 in einen Ringraum 27 ein, der zwischen dem Gehäusemittelteil 9 und dem unteren Gehäuseteil 8 ausgebildet ist. In diesem Ringraum 27 stützt sich der Ringkragen 26 beidseitig jeweils über ein Nadellager 29 bzw. 30 gegen entsprechende, von den Gehäuseteilen ausgebildete Schulter bzw. Stirnflächen ab.
- In die Drehhülse 22 sind nahe der Stirnfläche 24 zumindest zwei Druckräume 31.1 und 31.2 eingeformt, die jeweils mit einem trichterförmigen Boden 32 versehen sind. In dem Druckraum 31.1 sitzt ein Sperrbolzen 33, der anderseits von einer Schraubenfeder 34 beaufschlagt ist.
- Da die Drehhülse 22 einen geringfügigen Abstand zu dem Sackloch 23 einhält und ebenso auch die Stirnfläche 24 zu dem Sacklochboden 25, bilden diese Räume zusammen einen topfförmigen Verriegelungsdruckraum 38. Dieser Verriegelungsdruckraum 38 ist durch eine Ringdichtung 40, welche nach dem Nadellager 29 zwischen Drehhülse 22 und Gehäusemittelteil 9 angeordnet ist, von dem Hauptdruckraum 36 getrennt.
- Die Funktionsweise des erfindungsgemässen Arbeitszylinders ist folgende:
- Über eine nicht näher gezeigte Druckleitung wird Druckmedium durch den Verteilerblock 2 dem Verriegelungsdruckraum 38 zugeführt. Da der Sperrbolzen 33 in dem Druckraum 31.1 mit Spiel geführt ist, gelangt dieses Druckmedium vor den Sperrbolzen 33 in den Trichterboden 23 und drückt den Sperrbolzen 33 gegen die Kraft der Schraubenfeder 34 aus dem Druckraum 31.1. Dadurch kann die Drehhülse 22 frei in dem Sackloch 23 drehen, wobei die Drehung durch die Nadellager 29 und 30 unterstützt wird.
- Sobald der Druck in dem Verriegelungsraum 38 einen bestimmten Wert, beispielsweise 20 bar, erreicht hat, bei dem gewährleistet ist, dass der Sperrbolzen 33 aus dem Druckraum 31.1 gedrückt ist, gelangt Druckmedium auch hinter den Kolben 14. Dieser wird nach links verschoben, sodass ein Druckraum 36 vor dem Kolben 14 verkleinert wird. Das Volumen an Druckmedium aus diesem Druckraum 36 gelangt durch eine Rückführleitung 37 zurück zu beispielsweise einem Druckmediumspeicher.
- Eine Steigung des nicht gezeigten Innengewindes in dem Kolbenstangenrohr 13 und des nicht gezeigten Aussengewindes auf der Spindel 20 ist so gewählt, dass bei einem Verschieben des Kolbenstangenrohres 13 unter dem Druck des Kolbens 14 nach links die Spindel 20 in Drehbewegung versetzt wird.
- Während der Zufuhr von Druckmedium hinter dem Kolben 14 ist das Hydrauliksystem so gesteuert, dass in dem Verriegelungsdruckraum 38 immer ein um 15 bis 25 bar höherer Druck herrscht, als in dem Hauptdruckraum 36. Dadurch wird gewährleistet, dass der Sperrbolzen 33 in seiner zurückgedrückten Lage bleibt.
- Hat nun das Kolbenstangenrohr 13 seine gewünschte Endlage erreicht, fördert das Hydraulikaggregat kein weiteres Druckmedium, weder zu dem Hauptdruckraum 36 noch zu dem Verriegelungsdruckraum 38. Das bedeutet, dass beide Druckräume drucklos sind. Aus dem Druckraum hinter dem Kolben 14 kann jedoch auch kein Druckmittel zurückfliessen, da dies durch ein Lasthalteventil 35 verhindert wird. Dieses Lasthalteventil ist die erste Sicherung des erfindungsgemässen verriegelbaren Arbeitszylinders. Die zweite Sicherung wird durch den Sperrbolzen 33 übernommen. Dieser liegt, da der Verriegelungsdruckraum 38 drucklos ist, dem Umfang der Drehhülse 22 an.
- Sollte, aus welchen Gründen auch immer, eine Drehung der Spindel 20 erfolgen, beispielsweise infolge einer Leckage des Hauptdruckraumes 36 oder einer Fehlfunktion des Lasthalteventils 35, wird der Sperrbolzen 33, der radial unter dem Druck der Schraubenfeder 34 gegen die Drehhülse 22 gedrückt ist, in einen entsprechenden Druckraum 31.1 bzw. 31.2 eingedrückt, sobald die Drehung der Drehhülse 22 diesen Druckraum 31.1 in den Bereich des Sperrbolzens 33 dreht. Hierdurch wird eine weitere Drehung der Spindel 20 unterbunden, sodass auch das Kolbenstangenrohr 13 in seiner Lage verharren muss. Eine Lösung dieser Arretierung kann erst dann wieder erfolgen, wenn Druckmittel in den Verriegelungsdruckraum 38 einströmt und der Sperrbolzen 33 aus seiner Rastlage in dem Druckraum 31.1 geschoben wird.
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1 Gehäuse 34 Schraubenfeder 67 2 Verteilerblock 35 Lasthalteventil 68 3 Lasche 36 Druckraum 69 4 Auge 37 Rückführleitung 70 5 Drehring 38 Verriegelungsdruckraum 71 6 Ringraum 39 Druckmittelzuleitung 72 7 Schmiermittel 40 Ringdichtung 73 8 Unteres Gehäuseteil 41 74 9 Gehäusemittelteil 42 75 10 Zylinderrohr 43 76 11 Öffnung 44 77 12 Führungshülse 45 78 13 Kolbenstangenrohr 46 79 14 Kolben 47 15 Dichtung 48 16 Gewindestück 49 17 Lasche 50 18 Auge 51 19 52 20 Spindel 53 21 Spindelfuss 54 22 Drehhülse 55 23 Sackloch 56 P Arbeitszylinder 24 Stirnfläche 57 25 Sacklochboden 58 26 Ringkragen 59 27 Ringraum 60 28 61 29 Nadellager 62 30 Nadellager 63 31 Druckraum 64 32 Trichterboden 65 33 Sperrbolzen 66
Claims (17)
- Verriegelbarer Arbeitszylinder mit einem Gehäuse (1) und einem darin in einem Hauptdruckraum (36) bewegbaren Kolben (14), von dem aus ein Kolbenstangenrohr (13) aus dem Hauptdruckraum (36) führt, wobei in dem Kolben (14) bzw. dem Kolbenstangenrohr (13) eine Spindel (20) dreht, welcher eine Einrichtung zum Anhalten der Drehbewegung zugeordnet ist, wobei die Spindel (20) bzw. eine dieser aufgesetzten Drehhülse (22) einen radial angeordneten Raum aufweist, in den ein radial führbarer Sperrbolzen (33) eingreift,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Raum vor dem Sperrbolzen (33) ein Druckmedium einbringbar und damit der Raum als Druckraum (31.1, 31.2) ausgebildet ist. - Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrbolzen (33) von einem Kraftspeicher (34) andererseits des Druckraumes (31.1) mit Druck beaufschlagt ist.
- Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher eine Schraubenfeder (34) ist.
- Arbeitszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher eine hydraulische oder pneumatische Druckquelle ist, die in einen Druckraum hinter dem Sperrbolzen einmündet.
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrbolzen (33) in dem Druckraum (31.1) mit Spiel geführt ist.
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (31.1, 31.2) einen Trichterboden (32) aufweist.
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Druckräume (31.1, 31.2) radial um die Spindel (20) bzw. um die Drehhülse (22) verteilt und mit einem Anschluss an eine Druckquelle verbunden sind.
- Arbeitszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Sperrbolzen (33) radial führbar vorgesehen ist.
- Arbeitszylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen zwei Sperrbolzen ungleich dem Abstand zwischen zwei Druckräumen ist.
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (20) bzw. die Drehhülse (22) einen Ringkragen (26) ausbildet, welcher sich zumindest fern dem Kolben (14) gegen ein Lager, insbesondere Nadellager (30), abstützt.
- Arbeitszylinder nach wenigsten einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (20) bzw. die Drehhülse (22) in einem Sackloch (23) in dem Gehäuse (1) dreht und von einem Sacklochboden (25) einen Abstand einhält.
- Arbeitszylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sackloch (23) gegen die Spindel (20) bzw. die Drehhülse (22) hin ein Verriegelungsdruckraum (38) ausgebildet ist.
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (31.1) bzw. der Verriegelungsdruckraum (38) vor dem Sperrbolzen (33) und der Druckraum vor dem Kolben (14) mit derselben Druckquelle in Verbindung stehen.
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (31.1, 31.2) von dem Hauptdruckraum (36) vor dem Kolben (14) durch eine Dichtung (40) getrennt ist
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptdruckraum (36) vor und/oder nach dem Kolben (14) über ein Lasthalteventil (35) abgesichert ist.
- Arbeitszylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (31.1, 31.2) mit einem höheren Druck beaufschlagbar ist, als der Hauptdruckraum (36).
- Arbeitszylinder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptdruckraum (36) erst mit Druck beaufschlagbar ist, wenn der Druck in den Druckraum (31.1, 31.2) einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
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