DE10220572B4 - Feststeller zum Feststellen relativ zueinander beweglicher Objekte - Google Patents

Abstract

Feststeller, umfassend einen mit einem Arbeitsmedium gefüllten Zylinder, der von einem Kolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, wobei zwischen den Arbeitsräumen mindestens eine Strömungsverbindung vorliegt, die von einem ersten und einem zweiten Ventil angesteuert wird, wobei das zweite Ventil erst dann öffnen kann, wenn das erste Ventil geöffnet ist, wobei die beiden Ventile parallel geschaltet sind und das aus dem ersten Ventil austretende Arbeitsmedium das zweite Ventil in die Öffnungsstellung bewegt, wobei das zweite Ventil von einem Druck in einem Bypass zum ersten Ventil in der Öffnungsstellung unabhängig von der Schaltstellung des ersten Ventils gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Bewegungsrichtung des Kolbens (7) jeweils ein erstes und ein zweites Ventil (15a; 15b; 33a, 33b) ausgeführt sind und dass das zweite Ventil (33a; 33b) jeweils einen Schieber (29a; 29b) umfasst, der den Bypass (35a; 35b) zum jeweils ersten Ventil (15a; 15b) freigibt oder verschließt, wobei zwischen den beiden Schiebern...

Description

• Die Erfindung betrifft einen Feststeller entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
• Aus der DE 199 38 699 A1 ist ein Feststeller bekannt, umfassend einen mit einem Arbeitsmedium gefüllten Zylinder, der von einem Kolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, wobei zwischen den Arbeitsräumen mindestens eine Strömungsverbindung vorliegt, die von einem ersten und einem zweiten Ventil angesteuert wird, wobei das zweite Ventil erst dann öffnen kann, wenn das erste Ventil geöffnet ist. Die beiden Ventile sind parallel geschaltet, wobei das aus dem ersten Ventil austretende Arbeitsmedium das zweite Ventil in die Öffnungsstellung bewegt und das zweite Ventil von einem Druck in einem Bypass zum ersten Ventil in der Öffnungsstellung unabhängig von der Schaltstellung des ersten Ventils gehalten wird.
• Der beschriebene Feststeller ist nur für eine Bewegungsrichtung der Kolbenstange arretierbar. In der entgegengesetzten Richtung öffnet ein axial beweglicher Kolbenring einen Bypass zwischen den beiden Arbeitsräumen.
• Der Feststeller der DE 44 31 626 A1 weist zwei Ventile auf, die in Reihe geschaltet und abhängig voneinander öffen- und schließbar sind sowie jeweils eine Schliessfeder besitzen.
• Die DE 197 34 466 C1 und die DE 42 39 172 C1 zeigen die gemeinsame Nutzung des zweiten Ventils oder Schiebers für beide Bewegungsrichtungen ohne Kopplung von Schließfedern oder von Ventilstößeln.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Feststeller zu entwickeln, der eine Arretierung in beiden Richtungen ermöglicht und derart ausgebildet ist, daß bei Einsparung von Bauteilen ein kleiner Einbauraum sowie eine vereinfachte Montage erzielt wird.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass für jede Bewegungsrichtung des Kolbens jeweils ein erstes und ein zweites Ventil ausgeführt sind und dass das zweite Ventil jeweils einen Schieber umfasst, der den Bypass zum jeweils ersten Ventil freigibt oder verschließt, wobei zwischen den beiden Schiebern eine gemeinsame Schließfeder vorgespannt ist.
• Damit beansprucht die gesamte Ventileinrichtung im Kolben einen vergleichsweise kleinen axialen Einbauraum.
• Man kann durch eine weitgehend symmetrische Ausgestaltung der Ventilbauteile und Strömungsverbindungen viele Gleichteile verwenden, die den Feststeller insgesamt einfach und kostengünstiger werden lassen.
• Des weiteren sind beide ersten Ventile von jeweils einem Ventilstößel in Schließrichtung vorgespannt, wobei die Führungszapfen koaxial zueinander gelagert sind. Man spart Bauteile ein und vereinfacht die Montage. Unterschiedliche Öffnungs- oder Blockierkräfte kann man alleine dadurch schon erreichen, dass die druckbeaufschlagten Flächen an den jeweils ersten Ventilen unterschiedlich groß ausgeführt sind.
• So kann man u. a. deshalb vorsehen, dass die beiden ersten Ventile von einer gemeinsamen Feder gegeneinander verspannt werden. Man benötigt trotz der Verwendung zweier Ventile nur eine Feder und reduziert damit den Kosten- und Montageaufwand.
• Im Hinblick auf ein möglichst definiertes Öffnungs- und Blockierverhalten sind die Ventilstößel innerhalb eines hohlen Abschnitts der Kolbenstange axial beweglich gelagert und dieser hohle Abschnitt bildet einen Teil der Strömungsverbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen, wobei mindestens einer der Ventilstößel zur Wandung des hohlen Abschnitts abgedichtet ist, so dass zwei getrennte Strömungsverbindungsabschnitte für die beiden Durchströmungsrichtungen vorliegen.
• Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher beschrieben werden.
• Die einzige Figur zeigt einen Ausschnitt eines Feststellers 1 in der Bauform eines Kolben-Zylinderaggregates, das in einem Zylinder 3 eine Kolbenstange 5 mit einem Kolben 7 aufweist, der den Zylinder in zwei Arbeitsräume 9; 11 unterteilt. Der Kolben verfügt über zwei Strömungsverbindungen 13a; 13b, die jeweils nur in einer Richtung, nämlich gegen die Bewegungsrichtung. der Kolbenstange durchströmt wird. Dafür sorgt jeweils ein erstes Ventil 15a; 15b für jeweils eine Durchströmungsrichtung mit einem Ventilkörper 17a; 17b. Beide Ventilkörper werden von einem Ventilstößel 19a; 19b gemeinsam in Verbindung mit einer ersten Feder 21 gegeneinander verspannt. Die Ventilstößel 19a; 19b verfügen über Führungszapfen 23a; 23b, die in eine Sacklochöffnung 25 des anderen Ventilstößels 19b eintaucht, so dass eine koaxiale Anordnung beider Ventilstößel 19a; 19b vorliegt. Die beiden ersten Ventile 15a; 15b sind innerhalb eines hohlen Kolbenstangenabschnitts 27 angeordnet. Auf diesem Kolbenstangenabschnitt gleiten zwei Schieber 29a; 29b in Verbindung mit jeweils einer Dichtungsmanschette 31a; 31b und jeweils einem zweiten Ventilkörper 33a; 33b als zweites Ventil, das dem ersten Ventil 15a parallel geschaltet ist. Ein Bypass 35a; 35b zu einem Sammelraum 37a; 37b wird von dem zweiten Ventilkörper 33a; 33b geschaltet, in dem eine erste Schieberdichtung 39a überbrückt ist. Das gesamte zweite Ventil wird von mindestens einer Überströmnut 41a; 41b in Verbin dung mit dem Innendurchmesser der Dichtungsmanschetten 31a; 31b und den Schiebenr 29a; 29b gebildet, die von einem Staudruck innerhalb des Sammelraums 37a; 37b gegen die Federkraft einer gemeinsamen Schließfeder 43 axial bewegbar sind und damit den Übertritt von Blockiermedium innerhalb des Zylinders 3 beeinflusst.
• Auch die Strömungsverbindungen 13a; 13b münden über den hohlen Abschnitt 27 und Queröffnungen 44a; 44b; 46a; 46b innerhalb der Kolbenstange und des zweiten Ventilkörpers 33 durch eine Nut 45a; 45b in den Sammelraum 37a; 37b. Die Dichtungsmanschette 31a; 31b und ein Schaltring 47a; 47b dichten den Sammelraum 37a; 37b und einen Spalt 49a; 49b zur Innenwandung des Zylinders bewegungsrichtungsabhängig ab. Damit keine Strömungskurzschlüsse auftreten, verfügt die Dichtungsmanschette über eine zweite Schieberdichtung 51a; 51b zwischen dem hohlen Kolbenstangenabschnitt und dem zweiten Ventilkörper. Des weiteren ist innerhalb einer Nut auf dem Ventilstößel 19b eine Dichtung 53 eingelegt, die zwei hohle Kolbenstangenabschnitte 55a; 55b als Teil der Strömungsverbindung 13 voneinander trennt.
• Ausgehend von der dargestellten Blockierstellung des ersten Ventils 15a wird bei einer Kolbenstangenbewegung in Richtung des Arbeitsraums 11 Blockiermedium in die Strömungsverbindung 13a verdrängt. Der kugelförmige Ventilkörper 17a wird in Abhängigkeit des Staudrucks innerhalb der Strömungsverbindung gegen die Kraft der Feder 19 von seinem Ventilsitz abgehoben. Die Feder 19 kann sich auf einer Stirnfläche des Ventilstößels 19b abstützen. Bei dieser Einfahrbewegung ist der Spalt 49a von dem Schaltring 47a verschlossen. Der zweite Ventilkörper 33a nimmt die in rechten Zeichnungshälfte dargestellte Position ein und verschließt den Bypass 35a. Das Blockiermedium setzt seinen Strömungsweg entlang der Queröffnungen 44a; 46a und der Nut 45a in den Sammelraum 37a fort und ist dort eingeschlossen. Im Sammelraum 37a baut sich ein Staudruck auf, der auf die Dichtungsmanschette 31a wirkt. Die druckbeaufschlagte Fläche an der Dichtungsmanschette ist um ein Vielfaches größer als die an dem ersten Ventil 15a bzw. dem ersten Ventilkörper 17a. Hat der Staudruck ein ausreichend hohes Niveau erreicht, dann wird die Dichtungsmanschette zusammen mit dem zweiten Ventilkörper 33a gegen die Kraft der berdichtung 39a kommt in Überdeckung mit einer umlaufenden Nut 57a innerhalb des zweiten Ventilkörpers 33a und überbrückt diese. Damit ist der Bypass 35a zum Sammelraum 37a geöffnet. Das im Sammelraum 37a gestaute Blockiermedium kann über die Nut 45a in einen Ringraum 59a einströmen, der von dem zweiten Ventilkörper 33a und dem hohlen Kolbenstangenabschnitt 27 gebildet wird. Dieser Ringraum 59a wird bei geöffnetem zweiten Ventilkörper 33a, siehe linke Hälfte der Fig., mit der Überströmnut 41 verbunden, die wiederum an einen den Ringraum 61a zwischen der Dichtungsmanschette 31a und dem Schieber 29a angeschlossen ist. Über Axialöffnungen 63a kann das Blockiermedium in einen Zwischenraum 65, der von den beiden Schiebern 29a; 29b und den Dichtungsmanschetten 31a; 31b axial begrenzt wird, übertreten. Aus dem Zwischenraum kann das Blockiermedium über die von dem Druck im Zwischenraum von der Innenwandung des Zylinders abgehobene Dichtmanschette 31b in den Sammelraum 37b und weiter entlang des in die Nut verschobenen Schaltrings 47b und dem Spalt 49b in den oberen Arbeitsraum 9 strömen.
• Sobald das zweite Ventil 33a geöffnet ist, kann das erste Ventil 15a bereits geschlossen sein. Ist die Kolbenbewegung abgeschlossen, so liegt im Sammelraum 37a kein Staudruck an und die Schließfeder 43 verschließt das zweite Ventil 33a. Damit liegt wieder eine Blockierstellung des Feststellers vor. Die Strömungswege innerhalb des Kolbens sind spiegelbildlich ausgeführt, so dass eine Öffnungsbewegung bei einer Kolbenstangenbewegung in Richtung des Arbeitsraumes 9 des ersten Ventils 15b und des zweiten Ventils 33b identisch ist mit dem vorstehend beschriebenen.

Claims (4)

1. Feststeller, umfassend einen mit einem Arbeitsmedium gefüllten Zylinder, der von einem Kolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, wobei zwischen den Arbeitsräumen mindestens eine Strömungsverbindung vorliegt, die von einem ersten und einem zweiten Ventil angesteuert wird, wobei das zweite Ventil erst dann öffnen kann, wenn das erste Ventil geöffnet ist, wobei die beiden Ventile parallel geschaltet sind und das aus dem ersten Ventil austretende Arbeitsmedium das zweite Ventil in die Öffnungsstellung bewegt, wobei das zweite Ventil von einem Druck in einem Bypass zum ersten Ventil in der Öffnungsstellung unabhängig von der Schaltstellung des ersten Ventils gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Bewegungsrichtung des Kolbens (7) jeweils ein erstes und ein zweites Ventil (15a; 15b; 33a, 33b) ausgeführt sind und dass das zweite Ventil (33a; 33b) jeweils einen Schieber (29a; 29b) umfasst, der den Bypass (35a; 35b) zum jeweils ersten Ventil (15a; 15b) freigibt oder verschließt, wobei zwischen den beiden Schiebern (29a; 29b) eine gemeinsame Schließfeder (43) vorgespannt ist.
2. Feststeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide ersten Ventile (15a; 15b) von jeweils einem Ventilstößel (19a; 19b) in Schließrichtung vor gespannt ist, wobei die Führungszapfen (23a; 23b) koaxial zueinander gelagert sind.
3. Feststeller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Ventile (15a; 15b) von einer gemeinsamen Feder (21) gegeneinander verspannt werden.
4. Feststeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstößel (19a; 19b) innerhalb eines hohlen Abschnitts (27) der Kolbenstange (5) axial beweglich gelagert sind und dieser hohle Abschnitt einen Teil der Strömungsverbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen (9; 11) bildet, wobei mindestens einer der Ventilstößel (19a; 19) zur Wandung des hohlen Abschnitts (27) abgedichtet ist, so dass zwei getrennte Strömungsverbindungsabschnitte (55a; 55b) vorliegen.