Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder

Abstract

 Bei einem durch Druckmittel betätigbaren Arbeitszylinder ist innerhalb eines Gehäuses (1) eine mit einem Kolben (3) verbundene, mit diesem verfahrbare Kolbenstange (5) vorgesehen, an welcher sich eine Rastiereinrichtung zum Rastieren in vorbestimmter Arbeitslage befindet. Die Rastiereinrichtung besteht aus einem am Außenumfang der Kolbenstange (5) geführten, gegen Federkraft begrenzt verfahrbaren Rastierkörper (17) von Klinkenform, welcher auf einer vorbestimmten Wirkfläche durch den Arbeitsdruck des Druckmittels beaufschlagbar ist. Hierbei wirkt der Arbeitsdruck gegen die Kraft der den Rastierkörper verspannenden Feder. In vorbestimmter Arbeitslage des Kolbens wird bei Überschreiten eines Grenzdruckwertes des Druckmittels der Rastierkörper gegen die Kraft der ihn verspannenden Feder in Rastiereingriff mit einem Rastierstößel (23) bewegt. Der Rastierstößel ist manuell lösbar, wobei nur der Widerstand zu überwinden ist, welcher durch den Reibeingriff zwischen Rastierkörper und Rastierstößel entsprechend der Kraft der Feder (21) gegeben ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder nach dem Gattungsbegriffs des Patentanspruchs 1.

[0002] Bei Arbeitszylindern von pneumatischer oder hydraulischer Beaufschlagung ist es auf verschiedenartigen Anwendungsgebieten erwünscht, eine Rastierung in vorbestimmter Axialposition des Kolbens bzw. der Kolbenstange vorzunehmen. Bei bekannten Arbeitszylinderkonstruktionen werden zu diesem Zweck an der Kolbenstange und am Innenumfang des Gehäuses des Arbeitszylinders angeordnete, im gegenseitigen Eingriff wirkende Rastierelemente verwendet, welche bei Druckbeaufschlagung des Kolbens und dessen Verschiebung in gegenseitigen Eingriff gelangen und manuell gegen Federkraft gelöst werden können. Die Rastierbetätigung erfolgt hierbei jeweils in Abhängigkeit vom unmittelbaren Arbeitsdruck des Arbeitszylinders; infolgedessen sind verhältnismäßig groß dimensionierte Federelemente für die Rastiereinrichtung zu verwenden, mit dem Nachteil, daß das Entriegeln nur gegen sehr große Kräfte vollzogen werden kann.

[0003] Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß das Entriegeln, insbesondere manuelle Entriegeln, gegen vergleichsweise geringen Widerstand vollzogen werden kann. Im besonderen sollen die baulichen Abmessungen des Rastierkörpers und der diesen verspannenden Federeinrichtung klein gehalten werden. Es soll auch Vorsorge dafür getroffen werden, daß das Rastieren nur bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes vollzogen wird, d.h., daß der Arbeitszylinder innerhalb bestimmter Druckwerte normal, also ohne Rastierung, gefahren werden kann.

[0004] Zur LÖsung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.

[0005] Durch die Begrenzung der Wirkfläche des durch den Arbeitsdruck des Zylinders beaufschlagbaren Rastierkörpers ist es ermöglicht, die den Rastierkörper verspannende Federeinrichtung relativ klein zu gestalten, d.h. innerhalb bestimmter Grenzen unabhängig vom Arbeitsdruck des Arbeitszylinders, mit der vorteilhaften Folge, daß das Entriegeln des Rastierkörpers, insbesondere manuelle Entriegeln, gegen einen vergleichsweise geringen Widerstand erfolgen kann. Im weiteren ist es von besonderem Vorteil, daß die Rastierung erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes herbeigeführt werden kann, wenn sich der Kolben in einer zur Rastierung dienenden Endlage befindet.

[0006] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt.

[0007] Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Figur 1 gibt in Längsschnittdarstellung den erfindungsgemäßen Arbeitszylinder in seiner Ausgangslage wieder, und

Figur 2 ist eine der Fig.1 vergleichbare Längsschnittdarstellung unter Wiedergabe des Arbeitszylinders in verriegelter Lage.

[0008] Bei dem in Fig.1 dargestellten druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder ist in einem Gehäuse 1 ein Kolben 3 mit einer Kolbenstange 5 verbunden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kolben 3 mittels einer Mutter 7 gegenüber einem Anschlag 9 der Kolbenstange 5 verschraubbar, es ist auch jede andere Art der Befestigung des Kolbens an der Kolbenstange möglich. Zwischen dem Kolben und dem Außenumfang der Kolbenstange ist ein Dichtelement 11 in Form eines O-Rings vorgesehen, an welchen sich in Richtung des sogenannten Sekundärraums 13 des Arbeitszylinders ein Druckstück 15 und ein Rastierkörper 17 anschließen. Der Rastierkörper 17 ist zwischen einem an der Kolbenstange ortsfest gehaltenen Anschlag 19 und der zugewandten Stirnseite des Kolbens 3 verschiebbar und wird mittels einer Feder 21 in Richtung des Kolbens verspannt. Der Rastierkörper besitzt die Form einer Klinke, welche mit dem am rechtsseitigen Ende des Gehäuses 1 dargestellten Rastierstößel 23 in Eingriff zu gelangen verrag.

[0009] Der Rastierstößel 23 erstreckt sich unter Verspannung der Feder 25 radial nach innen gerichtet in das Gehäuse und befindet sich im Verschiebewege des Rastierkörpers 17. Ein am Rastierstößel befestigter Handgriff 27 dient zum Lösen der Rastierung, wie nachfolgend erläutert ist. Die Funktionsweise des Arbeitszylinders gemäß der Erfindung ist wie folgt:

[0010] Wird durch den Anschluß 29 Druckmittel in den sog. Primärraum 31 des Arbeitszylinders eingeleitet, so wird der Kolben mit der an ihm befestigten Kolbenstange in an sich bekannter Weise verfahren, wobei sich der Kolben bis zu einem im Sekundärraum 13 angeordneten Anschlag 33 bewegen kann. Wird der Druck im Primärraum 31 wieder reduziert bzw. auf den Wert Null heruntergefahren, so kann die Kolbenstange mit dem Kolben durch äußere Rückstellkräfte in seine Ausgangslage zurückgefahren werden. Eine Rastierung bei dieser Art der Betätigung innerhalb eines bestimmten Druckniveaus findet nicht statt.

[0011] Wird in den Anschluß 29 ein erhöhter Druck eingeleitet, dann bewegt sich der Kolben mit der Kolbenstange in vorstehend erläuterter Weise, bis die Anschlagposition am Anschlag 33 erreicht ist, der erhöhte Druck wirkt gleichzeitig auf der Fläche des Dichtelements 11 und ist nunmehr groß genug, um das Dichtelement, das Druckstück und den Rastierkörper 17 entgegen der Kraft der Feder 21 zu verschieben. Da sich der Kolben in seiner Endlage am Anschlag 33 befindet, klinkt der Rastierkörper infolge seiner klinkenartigen Ausbildung am Rastierstößel 23 ein, indem dieser zunächst radial nach außen geschoben wird und nachfolgend unter der Eigenverspannung der Feder 25 in seine Rastielage gemäß Fig.2 zurückkehrt. Der Arbeitszylinder befindet sich folglich in rastierter Lage, wie sie in Fig.2 dargestellt ist. Bei Abbau des Druckes im Primärraum 31 verbleibt der Kolben mit Kolbenstange in der in Fig.2 dargestellten Lage, bis diese durch Ziehen am Handgriff 27 freigegeben wird. Da die dem Druck im Primärraum ausgesetzte Wirkfläche des Dichtelements 11 im Vergleich zur Wirkfläche des Kolbens vergleichsweise klein ist und folglich die Rückstellkräfte ausübende Feder 21 gleichfalls vergleichsweise klein dimensioniert werden kann, geschieht das Entriegeln gegen einen vergleichsweise geringen Widerstand, d.h. es ist nur der Reibwiderstand zu überwinden, welcher durch Anlage des Rastierkörpers am Rastierstößel unter Einwirkung der Kraft der Feder 21 existiert. Mithin ist die Rastierung des Rastierkörpers unabhängig vom tatsächlich in den Primärraum 31 eingesteuerten Arbeitsdruck, selbst wenn dieser sehr hoch sein sollte.

Bezugszeichenliste

[0012] 1 Gehäuse
3 Kolben
5 Kolbenstange
7 Mutter
9 Anschlag
11 Dichtelement
13 Sekundärraum
15 Druckstück
17 Rastierkörper
19 Anschlag
21 Feder
23 Rastierstößel 25 Feder
27 Handgriff
29 Anschluß
31 Primärraum
33 Anschlag

Ansprüche

1. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder, mit einer an der Kolbenstange des Arbeitszylinders angeordneten, mit dieser verfahrbaren Rastiereinrichtung, welche in vorbestimmter Position des mit der Kolbenstange verbundenen Kolbens selbsttätig gegenüber einem vom Gehäuse des Arbeitszylinders sich erstreckenden Rastierelement einrastet und manuell entriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastiereinrichtung aus einem am Außenumfang der Kolbenstange (5) geführten, durch das Druckmittel auf begrenzter Wirkfläche beaufschlagbaren Rastierkörper (17) besteht, welcher in vorbestimmter Rastier-Axialposition des Kolbens (3) gegen Federkraft in Eingriff mit dem Rastierelement verfahrbar ist.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastierkörper (17) als eine am Außenumfang der Kolbenstange (5) verschiebbare, eine radial vorspringende Klinke aufweisende Hülse besteht, welche endseitig zwischen zwei Anschlägen, einerseits dem Kolben (3) und andererseits einem mit der Kolbenstange verbundenen Anschlag (19) bewegbar ist, wobei eine am Anschlag (19) abgestützte Feder (21) den Rastierkörper (17) in Richtung des Kolbens (3) verspannt, und daß zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange (5) und dem Innenumfang des mit der Kolbenstange verbundenen Kolbens (3) ein mittels eines Druckstückes (15) gegenüber dem Rastierkörper (17) abgestütztes Dichtelement (11) geführt ist, derart, daß das Dichtelement (11) dem Druck innerhalb des Primärraums (31) des Arbeitszylinders ausgesetzt ist und bei Druckbeaufschlagung vorbestimmter Größe mittels des Druckstückes (15) auf den Rastierkörper (17) einwirkt.

3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastierelement in Form eines Rastierstößels (23) mittels einer Feder (25) in den Verfahrweg der Klinke des Rastierkörpers (17) verspannt ist, derart, daß die Klinke bei Verfahren des Rastierkörpers (17) gegen die Kraft der Feder (25) des Rastierstößels (23) an diesem hintergreifend einrastet.

4. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als einfach wirkender Arbeitszylinder ausgebildet ist, so daß sich der Rastierkörper (17) und der Rastierstößel (23) innerhalb des Sekundärraums (13) befinden.

5. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als doppelt wirkender Arbeitszylinder ausgebildet ist, derart, daß bei durchgehender Kolbenstange in den beiden Druckräumen des Arbeitszylinders jeweils ein Rastierkörper und ein Rastierstößel vorgesehen sind.

6. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel von pneumatischer Wirkungsweise ist.

7. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisches Medium als Druckmittel verwendet ist.

Zeichnung