DE102009058977A1 - locking device - Google Patents

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Michael 66333 Casimir
Christian 66453 Groh
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Abstract

Eine Sperreinrichtung für Hydraulikzylinder wie Aktuatoren für Arbeitsgeräte und/oder Arbeits- und/oder Hilfszylinder für Lenksysteme von Fahrzeugen, wobei der Kolben des Zylinders an beiden Kolbenseiten an mit Hydraulikfluid befüllte Druckräume des Zylinders angrenzt, in denen für Kolbenbewegungen hydraulischer Druck aufbaubar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine einem Druckraum vorgeschaltete Ventilanordnung (51) vorhanden ist, die zwischen einem Öffnungszustand und einem Schließzustand umschaltbar ist, bei dem der Zylinder hydraulisch verriegelt ist, und dass eine Schalteinrichtung (71, 73) vorgesehen ist, die für ein im Wechsel erfolgendes Umschalten der Ventilanordnung (51) zwischen Öffnungszustand und Schließzustand betätigbar is.A locking device for hydraulic cylinders such as actuators for implements and / or working and / or auxiliary cylinders for steering systems of vehicles, wherein the piston of the cylinder adjacent to both sides of the piston filled with hydraulic fluid pressure chambers of the cylinder, in which hydraulic pressure for hydraulic piston piston movements can be built, is characterized characterized in that there is a valve assembly (51) upstream of a pressure chamber, which is switchable between an open condition and a closed condition in which the cylinder is hydraulically locked, and in that a switching device (71, 73) is provided which is adapted to be changed Switching the valve assembly (51) between the open state and closed state is actuated is.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Sperreinrichtung für Hydraulikzylinder wie Aktuatoren für Arbeitsgeräte und/oder Arbeits- und/oder Hilfszylinder für Lenksysteme von Fahrzeugen, wobei der Kolben des Zylinders an beiden Kolbenseiten an mit Hydraulikfluid befüllte Druckräume des Zylinders angrenzt, in denen für Kolbenbewegungen hydraulischer Druck aufbaubar ist.The invention relates to a locking device for hydraulic cylinders such as actuators for implements and / or working and / or auxiliary cylinders for steering systems of vehicles, wherein the piston of the cylinder adjacent to both sides of the piston filled with hydraulic fluid pressure chambers of the cylinder in which hydraulic pressure for hydraulic piston piston movements can be built ,

Bei dem Einsatz von Hydraulikzylindern zur Erzeugung von Arbeits- oder Steuerbewegungen ist es für einen sicheren Betrieb der zugeordneten, zu betätigenden oder zu steuernden Einrichtungen unerlässlich, dass Kolbenbewegungen zuverlässig sperrbar sind. Dies gilt insbesondere für Hydraulikzylinder, deren Kolben beidseits durch Fluiddruck beaufschlagbar ist, um Steuer- oder Arbeitsbewegungen in der einen oder anderen Richtung zu erzeugen. Als Beispiele unter einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für derartige Hydraulikzylinder seien hier lediglich Anwendungen im Bereich von Baumaschinen und Staplern oder bei hydraulischen oder hydraulisch unterstützen Lenksystemen von Fahrzeugen genannt. Bei solchen Anwendungen ist es während bestimmter Betriebsphasen, etwa dem Stillstand der betreffenden Maschine oder des betreffenden Fahrzeuges, erforderlich, dass Kolbenbewegungen des Zylinders sicher unterbunden sind, während in anderen Betriebsphasen eine sichere Freigabe der Arbeits- oder Steuerbewegungen gewährleistet sein muss.With the use of hydraulic cylinders for generating working or control movements, it is essential for safe operation of the associated, to be operated or controlled devices that piston movements are reliably lockable. This applies in particular to hydraulic cylinders whose pistons can be acted upon by fluid pressure on both sides in order to generate control or working movements in one or the other direction. As examples of a variety of applications for such hydraulic cylinder only applications in the field of construction equipment and forklifts or in hydraulic or hydraulic assist steering systems of vehicles are mentioned here. In such applications, during certain phases of operation, such as the stoppage of the machine or the vehicle concerned, piston movements of the cylinder must be reliably prevented, while in other phases of operation safe release of the working or control movements must be ensured.

Im Hinblick auf diese Problematik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Sperreinrichtung zur Verfügung zu stellen, die den vorstehend genannten, betrieblichen Anforderungen in besonderem Maße gerecht wird.In view of this problem, the invention has the object to provide a locking device available, which meets the above-mentioned, operational requirements in particular.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe durch eine Sperreinrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit aufweist.According to the invention this object is achieved by a locking device having the features of claim 1 in its entirety.

Demgemäß sieht die Erfindung zum einen eine hydraulische Verriegelung des Zylinders vor, wobei auf einfache Weise hohe Haltekräfte realisierbar sind, so dass eine hohe Sicherheit gegen ein ungewolltes Entsperren gewährleistet ist. Dadurch, dass des weiteren dem Zylinder für das Verriegeln und Entsperren eine Ventilanordnung vorgeschaltet ist, die mittels einer Schalteinrichtung steuerbar ist, die derart betätigbar ist, dass ein Umschalten der Ventilanordnung zwischen Öffnungszustand und Schließzustand im Wechsel erfolgt, ist ein sicherer Betrieb der Sperreinrichtung mit geringem Steuerungsaufwand ermöglicht.Accordingly, the invention provides on the one hand a hydraulic locking of the cylinder, wherein in a simple manner high holding forces can be realized, so that a high level of security against unintentional unlocking is ensured. The fact that the cylinder further for locking and unlocking a valve assembly is connected upstream, which is controllable by means of a switching device which is actuated such that a switching of the valve assembly between the open state and closed state alternately, a safe operation of the locking device with low Control effort allows.

Aufgrund der hydraulischen Verriegelung des Zylinders und der damit gebotenen, im Vergleich zu einer mechanischen Arretierung des Zylinders wesentlich erhöhten Sicherheit gegen ungewolltes Entsperren eignet sich die Erfindung auch in besonderem Masse für die Sicherung von lenkbaren Fahrzeugen, etwa gegen Diebstahl oder unerlaubte Inbetriebnahme, indem ein Lenkzylinder oder ein Hilfszylinder des Lenksystems mittels der erfindungsgemäßen Sperreinrichtung während Stillstandszeiten des Fahrzeuges verriegelt wird.Due to the hydraulic locking of the cylinder and thus offered, compared to a mechanical locking of the cylinder significantly increased security against unwanted unlocking, the invention is also particularly suitable for securing steerable vehicles, such as theft or unauthorized startup by a steering cylinder or an auxiliary cylinder of the steering system is locked by means of the locking device according to the invention during downtime of the vehicle.

Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist die Ventilanordnung ein Wegeventil, vorzugsweise in Form eines 2/2-Wegeventils möglicherweise aber auch in Form eines Wege-Sitzventils, auf, und die Schalteinrichtung für das Bewegen des Ventilkolbens des Wegeventils besitzt ein Verschiebesystem, das durch Auslöseimpulse betätigbar ist, um dem Ventilkolben pro Auslöseimpuls jeweils nur eine Steuerbewegung im Wechsel zwischen Offen- und Schließstellung zu erteilen, so dass das Wegeventil zwischen Auslöseimpulsen jeweils bistabil im Öffnungs- oder Schließzustand verbleibt. Dank des bistabilen Zustandes wird die Ventilanordnung den betrieblichen Grundanforderungen bei einem Zylinder eines Lenksystems für ein Fahrzeug gerecht, nämlich dass das Wegeventil während der Fahrt niemals schließen und im Parkzustand niemals öffnen darf. Dadurch, dass das Wegeventil zwischen Auslöseimpulsen jeweils in einem stabilen Zustand verharrt, ist für einen Schaltvorgang jeweils ein Auslöseimpuls erforderlich. Das System wird dadurch auch der Forderung gerecht, dass ein Energieverbrauch nur während eines Schaltvorgangs stattfindet.In advantageous embodiments, the valve arrangement has a directional control valve, preferably in the form of a 2/2-way valve but possibly also in the form of a directional seat valve, and the switching device for moving the valve piston of the directional control valve has a displacement system which can be actuated by trigger pulses, to give the valve piston per trigger pulse only one control movement in alternation between the open and closed positions, so that the directional control valve between trigger pulses each remain bistable in the open or closed state. Thanks to the bistable state, the valve assembly meets the basic operational requirements of a cylinder of a steering system for a vehicle, namely that the directional control valve must never close while driving and never open in the park state. The fact that the directional control valve between trigger pulses each remains in a stable state, a triggering pulse is required for a switching operation in each case. The system also fulfills the requirement that energy consumption takes place only during a switching operation.

Bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen weist das Verschiebesystem zum Bewegen des Ventilkolbens einen koaxial zu dessen Bewegung geführten Druckbetätiger auf, gegen dessen Ende der Ventilkolben durch Federkraft vorgespannt ist, wobei die Schalteinrichtung einen Elektromagneten aufweist, der als Auslöseimpulse einem Betätigerkörper des Verschiebesystems jeweils einen diesen axial in Richtung auf den Druckbetätiger bewegenden Druckkraftimpuls erteilt, und wobei das Verschiebesystem eine den Druckbetätiger und den Betätigerkörper miteinander koppelnde Rasteinrichtung enthält, die die Axialbewegungen des Betätigerkörpers jeweils in Bewegungen des Druckbetätigers in axiale Schaltpositionen umsetzt, die im Wechsel der Offen- und der Schließstellung des Ventilkolbens entsprechen. Dadurch, dass der Betätigerkörper und der Druckbetätiger des Verschiebesystems über eine Rasteinrichtung derart miteinander gekoppelt sind, dass jeweils ein Druckkraftimpuls, der den Betätigerkörper axial in Richtung auf den Druckbetätiger bewegt, zu Bewegungen des Druckbetätigers in wechselnde Schaltpositionen führt, die im Wechsel der Offen- und der Schließstellung des Ventilkolbens entsprechen, ist die Erzeugung des Auslöseimpulses besonders einfach durch elektromagnetische Betätigung zu bewirken, beispielsweise mittels eines sogenannten Dummymagneten.In particularly advantageous embodiments, the displacement system for moving the valve piston has a coaxial with its movement guided pressure actuator, against the end of the valve piston is biased by spring force, wherein the switching device comprises an electromagnet which as trigger pulses an actuator body of the displacement system each one axially in the direction issued to the pressure actuator moving pressure force pulse, and wherein the displacement system includes a pressure actuator and the actuator body coupled to each other latching device which converts the axial movements of the actuator body respectively in movements of the pressure actuator in axial switching positions corresponding to the change in the open and closed positions of the valve piston. Characterized in that the actuator body and the pressure actuator of the displacement system are coupled to each other via a latching device such that in each case a pressure force pulse, which moves the actuator body axially in the direction of the pressure actuator, to movements of the pressure actuator in changing switching positions, the change in the open and correspond to the closed position of the valve piston, the generation of the trigger pulse is particularly simple by electromagnetic To effect actuation, for example by means of a so-called dummy magnet.

Die Anordnung kann mit Vorteil so getroffen sein, dass der Ventilkolben durch die ihn kraftschlüssig gegen den Druckbetätiger andrückende Federkraft in die Schließstellung des Wegeventils vorgespannt ist, wobei der Ventilkolben durch eine Schraubenfeder vorgespannt sein kann, die den dem Druckbetätiger zugewandten Endbereich des Ventilkolbens umgibt.The arrangement can be made with advantage so that the valve piston is biased by the force pressing against the pressure actuator pressing spring force in the closed position of the directional control valve, wherein the valve piston can be biased by a coil spring surrounding the pressure actuator end portion of the valve piston.

Um einen besonders sicheren Betrieb der Einrichtung zu gewährleisten, kann eine die Stellungen des Ventilkolbens signalisierende Positionsüberwachungseinrichtung vorgesehen sein.In order to ensure a particularly safe operation of the device, a position monitoring device signaling the positions of the valve piston can be provided.

In vorteilhafter Weise kann diesbezüglich so vorgegangen sein, dass die Positionsüberwachungseinrichtung einen Permanentmagneten am Ventilkolben und einen auf das Magnetfeld ansprechenden Hall-Sensor oder Reedschalter aufweist.In this respect, the procedure may advantageously be such that the position monitoring device has a permanent magnet on the valve piston and a Hall sensor or reed switch which responds to the magnetic field.

Alternativ kann die Anordnung auch so getroffen sein, dass die Positionsüberwachungseinrichtung am Ventilkolben eine eine Markierung bildende Struktur aufweist, die durch eine Signalisiereinrichtung erkennbar ist. Wenn es sich am Ventilkolben um eine physikalisch abtastbare Strukturierung handelt, kann die Signalisiereinrichtung durch einen Mikroschalter gebildet sein. Ebenso kommt eine optische Markierung (hell-dunkel) am Ventilkolben in Betracht, wobei die Signalisiereinrichtung einen optischen Sensor beinhaltet. Eine physikalische Struktur am Ventilkolben kann auch mittels einer einen Permanentmagneten mit zugeordnetem Feldsensor enthaltenden Signalisiereinrichtung erkannt werden.Alternatively, the arrangement can also be made such that the position monitoring device on the valve piston has a structure forming a marking, which can be recognized by a signaling device. If the valve piston is a physically scannable structuring, the signaling device can be formed by a microswitch. Likewise, an optical marking (light-dark) on the valve piston comes into consideration, wherein the signaling device includes an optical sensor. A physical structure on the valve piston can also be detected by means of a signaling device containing a permanent magnet with associated field sensor.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention is explained in detail below with reference to the drawing. Show it:

1 in schematisch vereinfachter Darstellung in der Art einer Schaltungsskizze ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sicherungssystems; 1 in an schematically simplified representation in the form of a circuit diagram an embodiment of the security system according to the invention;

2 eine gegenüber einer praktischen Ausführungsform leicht vergrößert und den Einblick ins Gehäuseinnere ermöglichende, perspektivische Schrägansicht eines Wegeventils der Ventilanordnung des Ausführungsbeispieles; 2 a slightly enlarged compared to a practical embodiment and the insight into the housing interior enabling perspective oblique view of a directional valve of the valve assembly of the embodiment;

3A bis 3C Prinzipskizzen zur Verdeutlichung der Funktionsweise einer Rasteinrichtung des Ausführungsbeispieles, wobei 3A einen Druckbetätiger in einer dem Öffnungszustand des Wegeventils entsprechenden ersten Schaltstellung, 3B den Druckbetätiger in einer Zwischenstellung und 3C den Druckbetätiger in einer zweiten Schaltstellung zeigen, die dem Schließzustand des Wegeventils entspricht; 3A to 3C Schematic diagrams to illustrate the operation of a locking device of the embodiment, wherein 3A a pressure actuator in a first switching position corresponding to the opening state of the directional control valve, 3B the pressure actuator in an intermediate position and 3C show the pressure actuator in a second switching position corresponding to the closed state of the directional control valve;

4 eine gegenüber einer praktischen Ausführungsform vergrößert, schematisch vereinfacht und teils aufgebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung der Rasteinrichtung, und 4 an enlarged compared to a practical embodiment, schematically simplified and partly broken drawn perspective view of the locking device, and

5A bis 5C der 2 ähnliche, jedoch in kleinerem Maßstab gezeichnete Darstellungen, wobei 5A, 5B und 5C die Schaltstellungen zeigen, die den entsprechenden Positionen von 3A bzw. 3B bzw. 3C von 3 entsprechen. 5A to 5C of the 2 similar, but on a smaller scale drawn representations, where 5A . 5B and 5C the switch positions show the corresponding positions of 3A respectively. 3B respectively. 3C from 3 correspond.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispieles beschrieben, bei dem eine in einem Fahrzeug befindliche Lenkung als Systembestandteil einen Zylinder 1 aufweist. 1 zeigt in stark vereinfachter Gesamtübersicht ein hydraulisches System, bei dem der doppelt wirkende Zylinder 1 in seinen beidseits an den Kolben 3 angrenzenden Druckräumen 5 und 7 mit Hydraulikfluid befüllt ist. Die Kolbenstange 9 des Kolbens 3 ist mit dem Lenkgestänge an beiden (nicht gezeigten) Achsschenkeln des zugehörigen Fahrzeuges derart verbunden, dass Druckaufbau in den Druckräumen 5 und 7 Lenkbewegungen der Räder erzeugt. Der Zylinder 1 ist über Zuleitungen 15 und 17 mit einem Hydrauliksystem in Verbindung, von dem in 1 lediglich eine spezielle, dem Druckraum 5 vorgeschaltete Ventilanordnung 51 schematisiert angedeutet ist, die jedoch in 2 und 5A bis 5C näher dargestellt ist. Als Hauptkomponente weist die Ventilanordnung 51 ein 2/2-Wegeventil 53 mit axial verschiebbarem Ventilkolben 55 auf. Die 2 und 5A zeigen den Ventilkolben 55 in der Offenstellung, bei der über die Ventilanschlüsse 57 und 59 die Zuleitung 15 zum Zylinder 1 offen ist. In diese Offenstellung ist der Ventilkolben 55 mittels einer im Ventilgehäuse befindlichen Druckfeder 61 vorgespannt, die den Endbereich 63 des Ventilkolbens 55 umgibt. An dem dem Endbereich 63 entgegengesetzten Ende des Ventilkolbens 55 befindet sich ein Permanentmagnet 65, der in Zusammenwirkung mit einer Positionsüberwachungseinrichtung 67, die beim vorliegenden Beispiel einen Hall-Sensor 69 aufweist, ein die Axialstellung des Ventilkolbens 55 anzeigendes Positionssignal liefert. Mittels einer Rasteinrichtung 71, über die der Endbereich 63 des Ventilkolbens 55 mit einem Betätiger in Form eines Elektromagneten 73 gekoppelt ist, ist das Wegeventil 53 in zwei stabile Zustände einstellbar, nämlich in den in 2 und 5A gezeigten Öffnungszustand und in den in 5C gezeigten Schließzustand, in dem die Zuleitung 15 gesperrt ist. Bei so geschalteter Ventilanordnung 51 ist der Zylinder 1 hydraulisch verriegelt, das Lenkgestänge somit durch die unbewegliche Kolbenstange gegen Lenkbewegungen gesperrt und das Fahrzeug dadurch gesichert.The invention is described below with reference to an example in which a steering located in a vehicle as a system component a cylinder 1 having. 1 shows a highly simplified overview of a hydraulic system in which the double-acting cylinder 1 in his on both sides of the piston 3 adjacent pressure chambers 5 and 7 filled with hydraulic fluid. The piston rod 9 of the piston 3 is connected to the steering linkage at both (not shown) stub axles of the associated vehicle such that pressure build-up in the pressure chambers 5 and 7 Steering movements of the wheels generated. The cylinder 1 is via supply lines 15 and 17 connected to a hydraulic system, of which in 1 just a special, the pressure room 5 upstream valve assembly 51 is indicated schematically, but in 2 and 5A to 5C is shown in more detail. The main component is the valve arrangement 51 a 2/2-way valve 53 with axially displaceable valve piston 55 on. The 2 and 5A show the valve piston 55 in the open position, at the valve connections 57 and 59 the supply line 15 to the cylinder 1 is open. In this open position is the valve piston 55 by means of a compression spring located in the valve housing 61 pretensioned the end area 63 of the valve piston 55 surrounds. At the end area 63 opposite end of the valve piston 55 there is a permanent magnet 65 working in conjunction with a position monitor 67 , which in the present example a Hall sensor 69 has, a the axial position of the valve piston 55 indicating position signal. By means of a locking device 71 over which the end area 63 of the valve piston 55 with an actuator in the form of an electromagnet 73 is coupled, is the directional control valve 53 adjustable in two stable states, namely in the 2 and 5A shown opening state and in the in 5C shown closed state in which the supply line 15 Is blocked. With such a switched valve arrangement 51 is the cylinder 1 locked hydraulically, the steering linkage thus locked by the immovable piston rod against steering movements and thereby secured the vehicle.

Um einen Schaltvorgang des Wegeventils 53 auszulösen, wird der Elektromagnet 73 so angesteuert, dass auf einen Betätigerkörper 75, siehe 3 bis 5, ein Druckkraftimpuls ausgeübt wird, um den Betätigerkörper 75 in Richtung auf einen am Endbereich 63 des Ventilkolbens 55 befindlichen Druckbetätiger 79 hin zu bewegen. Diese Axialbewegung wird mittels einer die Koppelung zwischen Betätigerkörper 75 und Endbereich 63 des Ventilkolbens 55 bildenden Rasteinrichtung 71 abwechselnd in einen der beiden stabilen Schaltzustände des Wegeventils 53 umgesetzt. Die Funktionsweise dieser Rasteinrichtung 71 ist anhand der 3 und 4 näher erläutert.To a switching operation of the directional control valve 53 trigger, the electromagnet 73 so controlled that on an actuator body 75 , please refer 3 to 5 , a compressive force pulse is applied to the actuator body 75 towards one at the end area 63 of the valve piston 55 located pressure actuator 79 to move. This axial movement is by means of a coupling between the actuator body 75 and end area 63 of the valve piston 55 forming latching device 71 alternately in one of the two stable switching states of the directional control valve 53 implemented. The operation of this locking device 71 is based on the 3 and 4 explained in more detail.

Wie am deutlichsten aus 4 erkennbar ist, findet die Axialbewegung des Betätigerkörpers 75 innerhalb eines Steuerkörpers 77 statt, relativ zu dem der Druckbetätiger 79 am Endbereich 63 des Ventilkolbens 55 drehbar gelagert ist. Am Umfangsbereich des Druckbetätigers 79 befinden sich Schrägflächen 81, die in einer in 3A bis 3B näher erläuternden Art und Weise mit Schrägflächen 83 und 85 am Steuerkörper 77 zusammen wirken. Dabei sind die Schrägflächen 81 am Druckbetätiger 79 jeweils in gleichen Axialpositionen angeordnet, während die Schrägflächen 83 und 85 am Steuerkörper 77 unterschiedliche Axialpositionen einnehmen, wobei die Schrägflächen 83 dem Ventilkolben 55 näher gelegen sind als die Schrägflächen 85 und wobei der axiale Abstand zwischen den Schrägflächen 83 und 85 dem axialen Verschiebeweg des Ventilkolbens 55 zwischen Offen- und Schließstellung entspricht. Bei dem in 2, 3A sowie 5A dargestellten Zustand, der dem ungeschalteten Zustand des Wegeventils 53 entspricht, bei dem die Zuleitung 15 zum Zylinder 1 offen ist, befindet sich die Rasteinrichtung 71 in dem Zustand, wie er in der Prinzipskizze von 3A dargestellt ist. Dabei liegt der Druckbetätiger 79 am Endbereich 63 des Ventilkolbens 55 mit seiner Schrägfläche 81 an der Schrägfläche 85 des Steuerkörpers 77 an, d. h. der Ventilkolben 55 ist in der dem Elektromagneten 73 am stärksten angenäherten Axialposition, die dem in 2 und 5A gezeigten, ungeschalteten Öffnungszustand entspricht. 3B verdeutlicht den Zustand, bei dem ein Auslöseimpuls zum Umschalten des Wegeventils 53 in den Schließzustand, der in 5C dargestellt ist, eine Axialbewegung des Betätigerkörpers 75 in 3 nach unten, d. h. in 5B nach links, bewirkt hat, wodurch der Ventilkolben 55 aus der Offenstellung heraus einen maximalen Verschiebehub durchgeführt hat. Bei Erreichen dieses in 3B gezeigten Zustandes führt das durch die zusammenwirkenden Schrägflächen 81 und 85 erzeugte Drehmoment zu einer Drehbewegung des Druckbetätigers 79, wie in 3B mit Drehpfeil 87 angedeutet, wodurch die Schrägfläche 81 von ihrer Anlage an der Schrägfläche 85 des Steuerkörpers 77 auf die an diesem nächstfolgende Steuerfläche 83 übergeht, die Rasteinrichtung 71 daher von dem in 3B gezeigten Betriebszustand auf den in 3C gezeigten Zustand übergeht, bei dem die Druckfeder 61 den Druckbetätiger 79 und damit den Ventilkolben 55 in 3C wieder nach oben und in 5C nach rechts zurückgestellt hat, so dass nunmehr das Wegeventil 53 im Schließzustand ist. Zwischen Betätigungen der Rasteinrichtung 71, d. h. zwischen vom Elektromagneten 73 erzeugten Auslöseimpulsen, bei denen jeweils ein Übergang der Schrägfläche 81 des Druckbetätigers 79 auf die sich abwechselnden Schrägflächen 83 und 85 des Steuerköpers 77 übergeht, welcher, um die Abfolge der Schrägflächen 83 und 85 kenntlich zu machen, in 3A, 3B und 3C jeweils in Abwicklung schematisiert dargestellt ist, befindet sich das Wegeventil 73 jeweils in bistabiler Weise in einem seiner beiden Zustände. Mit anderen Worten gesagt, ist jeweils ein positiver Auslöseimpuls erforderlich, um das System zu sperren oder zu entsperren.How most obvious 4 is recognizable finds the axial movement of the actuator body 75 within a tax body 77 instead, relative to that of the pressure actuator 79 at the end area 63 of the valve piston 55 is rotatably mounted. At the peripheral area of the pressure actuator 79 are inclined surfaces 81 in an in 3A to 3B closer explanatory manner with inclined surfaces 83 and 85 at the control body 77 work together. Here are the inclined surfaces 81 on the pressure actuator 79 each arranged in the same axial positions, while the inclined surfaces 83 and 85 at the control body 77 occupy different axial positions, wherein the inclined surfaces 83 the valve piston 55 closer than the inclined surfaces 85 and wherein the axial distance between the inclined surfaces 83 and 85 the axial displacement of the valve piston 55 between open and closed position corresponds. At the in 2 . 3A such as 5A illustrated state, the unswitched state of the directional control valve 53 corresponds to where the supply line 15 to the cylinder 1 is open, the latch is located 71 in the state as shown in the schematic diagram of 3A is shown. This is the pressure actuator 79 at the end area 63 of the valve piston 55 with its inclined surface 81 on the sloping surface 85 of the tax body 77 on, ie the valve piston 55 is in the electromagnet 73 most approximate axial position corresponding to the in 2 and 5A shown, unswitched opening state corresponds. 3B illustrates the state in which a trigger pulse for switching the directional control valve 53 in the closed state, the in 5C is shown, an axial movement of the actuator body 75 in 3 down, ie in 5B to the left, causing the valve piston 55 out of the open position has carried out a maximum displacement stroke. Upon reaching this in 3B As shown, this leads through the co-operating inclined surfaces 81 and 85 generated torque to a rotational movement of the pressure actuator 79 , as in 3B with rotary arrow 87 indicated, causing the inclined surface 81 from their attachment to the bevelled surface 85 of the tax body 77 on the next control surface 83 passes, the locking device 71 therefore from the in 3B shown operating state on the in 3C shown state passes, in which the compression spring 61 the pressure actuator 79 and thus the valve piston 55 in 3C back up and in 5C has returned to the right, so now the directional control valve 53 in the closed state. Between operations of the locking device 71 ie between the electromagnet 73 generated tripping pulses, each having a transition of the inclined surface 81 of the pressure actuator 79 on the alternating inclined surfaces 83 and 85 of the control body 77 passes, which, to the sequence of oblique surfaces 83 and 85 to mark in 3A . 3B and 3C is shown schematically in settlement, is the directional control valve 73 each in a bistable manner in one of its two states. In other words, a positive trigger is required to lock or unlock the system.

Wenn die Sperreinrichtung für den Betrieb des Fahrzeuges nicht aktiviert ist und sich die Ventilanordnung 51 im Freigabezustand befindet, ist das Lenksystem in normaler Weise betreibbar, wobei das Wegeventil 29 in der Zuleitung 15 in der Offenstellung ist, so dass der Kolben 3 des Zylinders 1 frei beweglich ist.If the locking device for the operation of the vehicle is not activated and the valve assembly 51 is in the release state, the steering system is operable in a normal manner, wherein the directional control valve 29 in the supply line 15 in the open position, so that the piston 3 of the cylinder 1 is freely movable.

Claims (10)

Sperreinrichtung für Hydraulikzylinder wie Aktuatoren für Arbeitsgeräte und/oder Arbeits- und/oder Hilfszylinder für Lenksysteme von Fahrzeugen, wobei der Kolben (3) des Zylinders (1) an beiden Kolbenseiten an mit Hydraulikfluid befüllte Druckräume (5, 7) des Zylinders (1) angrenzt, in denen für Kolbenbewegungen hydraulischer Druck aufbaubar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine einem Druckraum (5) vorgeschaltete Ventilanordnung (51) vorhanden ist, die zwischen einem Öffnungszustand und einem Schließzustand umschaltbar ist, bei dem der Zylinder (1) hydraulisch verriegelt ist, und dass eine Schalteinrichtung (71, 73) vorgesehen ist, die für ein im Wechsel erfolgendes Umschalten der Ventilanordnung (51) zwischen Öffnungszustand und Schließzustand betätigbar ist.Locking device for hydraulic cylinders such as actuators for implements and / or working and / or auxiliary cylinders for steering systems of vehicles, wherein the piston ( 3 ) of the cylinder ( 1 ) on both sides of the piston filled with hydraulic fluid pressure chambers ( 5 . 7 ) of the cylinder ( 1 ), in which hydraulic pressure can be built up for piston movements, characterized in that a pressure chamber ( 5 ) upstream valve assembly ( 51 ), which is switchable between an open state and a closed state, in which the cylinder ( 1 ) is hydraulically locked, and that a switching device ( 71 . 73 ) is provided, which is for an alternating switching of the valve assembly ( 51 ) between the open state and closed state is actuated. Sperreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (51) ein Wegeventil (53) aufweist und dass die Schalteinrichtung (71, 73) für das Bewegen des Ventilkolbens (55) des Wegeventils (53) ein Verschiebesystem (75, 77, 79) besitzt, das durch Auslöseimpulse betätigbar ist, um dem Ventilkolben (55) pro Auslöseimpuls jeweils nur eine Steuerbewegung im Wechsel zwischen Offen- und Schließstellung zu erteilen, so dass das Wegeventil (53) zwischen Auslöseimpulsen jeweils bistabil im Öffnungs- oder Schließzustand verbleibt.Locking device according to claim 1, characterized in that the valve arrangement ( 51 ) a directional control valve ( 53 ) and that the switching device ( 71 . 73 ) for moving the valve piston ( 55 ) of the directional valve ( 53 ) a displacement system ( 75 . 77 . 79 ) which is actuatable by trigger pulses to the valve piston ( 55 ) to issue only one control movement in each case in the alternation between the open and closed positions per triggering pulse, so that the directional control valve ( 53 ) remains between bistable pulses each bistable in the open or closed state. Sperreinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebesystem zum Bewegen des Ventilkolbens (55) einen koaxial zu dessen Bewegung geführten Druckbetätiger (79) aufweist, gegen dessen Ende der Ventilkolben (55) durch Federkraft (61) vorgespannt ist, dass die Schalteinrichtung einen Elektromagneten (73) aufweist, der als Auslöseimpulse einem Betätigerkörper (75) des Verschiebesystems jeweils einen diesen axial in Richtung auf den Druckbetätiger (79) bewegenden Druckkraftimpuls erteilt, und dass das Verschiebesystem eine den Druckbetätiger (79) und den Betätigerkörper (75) miteinander koppelnde Rasteinrichtung (71) enthält, die die Axialbewegungen des Betätigerkörpers (75) jeweils in Bewegungen des Druckbetätigers (75) in axiale Schaltpositionen umsetzt, die im Wechsel der Offen- und der Schließstellung des Ventilkolbens (55) entsprechen. Locking device according to claim 2, characterized in that the displacement system for moving the valve piston ( 55 ) a coaxial to the movement of guided pressure actuator ( 79 ), against whose end the valve piston ( 55 ) by spring force ( 61 ) is biased that the switching means an electromagnet ( 73 ), which as trigger pulses an actuator body ( 75 ) of the displacement system each one axially in the direction of the pressure actuator ( 79 ) and that the displacement system comprises a pressure actuator ( 79 ) and the actuator body ( 75 ) coupling latching device ( 71 ) containing the axial movements of the actuator body ( 75 ) in each case in movements of the pressure actuator ( 75 ) in axial switching positions, the change in the open and the closed position of the valve piston ( 55 ) correspond. Sperreinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (71) des Verschiebesystems am Umfangsbereich des um die Achse des Ventilkolbens (55) drehbaren Druckbetätigers (79) mindestens eine Schrägfläche (81) an einem undrehbar gehaltenen Steuerkörper (77) mehrere mit der jeweiligen Schrägfläche (81) des Druckbetätigers (79) zusammenwirkende Schrägflächen (83, 85) aufweist, die in den Schaltpositionen des Druckbetätigers (79) entsprechenden, sich jeweils abwechselnden, unterschiedlichen Axialpositionen gelegen sind und bei den Axialbewegungen des Betätigerkörpers (75) eine Drehung des Druckbetätigers (79) zum Übergang von dessen Schrägfläche (81) auf die im Wechsel jeweils folgende Schrägfläche (83 oder 85) des Steuerkörpers (77) bewirken.Locking device according to claim 3, characterized in that the latching device ( 71 ) of the displacement system at the peripheral region of the about the axis of the valve piston ( 55 ) rotatable pressure actuator ( 79 ) at least one inclined surface ( 81 ) on a non-rotatably held control body ( 77 ) several with the respective inclined surface ( 81 ) of the pressure actuator ( 79 ) co-operating inclined surfaces ( 83 . 85 ), which in the switching positions of the pressure actuator ( 79 ) are arranged, each alternating, different axial positions are located and in the axial movements of the actuator body ( 75 ) a rotation of the pressure actuator ( 79 ) to the transition of its inclined surface ( 81 ) on each of the following inclined surface ( 83 or 85 ) of the tax body ( 77 ) cause. Sperreinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (55) durch die ihn kraftschlüssig gegen den Druckbetätiger (79) andrückende Federkraft (61) in die Schließstellung des Wegeventils (53) vorgespannt ist.Locking device according to claim 4, characterized in that the valve piston ( 55 ) by the force-locking against the pressure actuator ( 79 ) pressing spring force ( 61 ) in the closed position of the directional control valve ( 53 ) is biased. Sperreinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkolben (55) durch eine Schraubenfeder (61) vorgespannt ist, die den dem Druckbetätiger (79) zugewandten Endbereich (63) des Ventilkolbens (55) umgibt.Locking device according to claim 5, characterized in that the valve piston ( 55 ) by a coil spring ( 61 ) biased towards the pressure actuator ( 79 ) end region ( 63 ) of the valve piston ( 55 ) surrounds. Sperreinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Stellungen des Ventilkolbens (55) signalisierende Positionsüberwachungseinrichtung (67) vorgesehen ist.Locking device according to one of claims 2 to 6, characterized in that one of the positions of the valve piston ( 55 ) signaling position monitoring device ( 67 ) is provided. Sperreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinrichtung (67) einen Permanentmagneten (65) am Ventilkolben (55) und einen auf das Magnetfeld ansprechenden Hallsensor (69) oder Reedschalter aufweist.Locking device according to claim 7, characterized in that the position monitoring device ( 67 ) a permanent magnet ( 65 ) on the valve piston ( 55 ) and a magnetic field responsive Hall sensor ( 69 ) or reed switch. Sperreinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsüberwachungseinrichtung (67) am Ventilkolben (55) eine eine Markierung bildende Struktur aufweist, die durch eine Signalisiereinrichtung erkennbar ist.Locking device according to claim 8, characterized in that the position monitoring device ( 67 ) on the valve piston ( 55 ) has a structure forming a mark, which is recognizable by a signaling device. Sperreinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalisiereinrichtung durch einen Permanentmagneten mit zugeordnetem Feldsensor (69), einen Mikroschalter oder einen optischen Sensor gebildet ist.Locking device according to claim 9, characterized in that the signaling device by a permanent magnet with associated field sensor ( 69 ), a microswitch or an optical sensor is formed.
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