DE1252066B

DE1252066B -

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Publication number: DE1252066B
Application number: DEM47251A
Authority: DE
Publication date: 1967-10-12

Description

BUND ES REPUBLIK DEUTSCHLAND Int. a.:

FlSb

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT Deutsche KL: 60-30

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1252066
M47251Ia/60
29. November 1960
12. Oktober 1967

Die Erfindung bezieht sich auf eine innere mechanische Verriegelung für doppelseitig wirkende, hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder mit ringförmig angeordneten, während des Hubes des Arbeitskolbens translatorisch bewegten und in sich federnd in einer gegenüber der Zylindergehäusewandung unwirksamen Stellung gehaltenen Verriegelungselementen, die in einer gehäusefesten Verriegelungskammer im Zylindergehäuse von einem ringförmigen Sperrkolben verriegelbar sind, der unter dem Druck des auf den Arbeitskolben wirkenden Arbeitsmediums über ein druckabhängig und einen gehäusefesten Anschlag schaltbares Ventil in der Kolbenstange koaxial im Arbeitszylinder verschiebbar und steuerbar ist.

Bei bekannten Verriegelungssystemen der hier in Betracht zu ziehenden Art hat es sich gezeigt, daß die bei allein durch Federkraft betätigten Verriegelungselementen unter anderem auftretenden Nachteile, nämlich daß die Federkräfte immer, d. h. auch jeweils während eines Arbeitshubes des Arbeitskolbens, wirksam sind und durch Anpressen der Verriegelungselemente an die Wandung des Arbeitszylinders beim Hin- und Hergang des Arbeitskolbens zusätzlichen Verschleiß und durch Reibung bedingten Mehrenergieverbrauch verursachen, nicht ohne weiteres zu beheben sind. ■ ^

So hat man bereits für eine Segmentverriegelung der genannten Art vorgeschlagen, den Sperrkolben anstatt durch Federkraft durch das den Arbeitskolben beaufschlagende Druckmittel zu betätigen und über ein in der Kolbenstange angeordnetes Steuerventil, das beim Ausfahren des Arbeitskolbens in dessen ausgefahrene Endstellung durch einen Anschlag am Zylinderdeckel geöffnet wird und eine Verbindung zwischen dem jeweils vom Druckmittel beaufschlagten Arbeitsraum des Arbeitszylinders und der in dessen Hubrichtung gelegenen Stirnwand des Sperrkolbens freigibt, zu steuern. Bei dieser Segmentverriegelung ist der Sperrkolben koaxial zur Kolbenstange zwischen dem eigentlichen Arbeitskolben und einem Bund der Kolbenstange verschiebbar angeordnet, so daß er gezwungen ist, die Hubbewegungen des Arbeitskolbens jeweils mitzumachen. Da er, um funktionsfähig zu sein, sowohl gegenüber der Kolbenstange als auch gegenüber der Zylinderwandung abgedichtet sein muß, tritt zwischen dem Sperrkolben und der Zylinderwandung zwangläufig eine etwa gleich große Reibung wie zwischen dem Arbeitskolben und der Zylinderwandung auf. Verglichen mit den durch Federkraft betätigten Sperrkolben, die gegenüber der Kolbenstange und gegenüber der Zy-

Inneire mechanische Verriegelung

für doppelseitig wirkende, hydraulische

oder pneumatische Arbeitszylinder

Anmelder:
Messerschmitt A. G.,
Augsburg, Haunstetterstr. 148

Als Erfinder benannt: Dr.-Ing. Willy Messerschmitt, München

linderwandung keine Dichtungen benötigen, dafür aber ständig die Verriegelungselemente an die Zylin-

ao derwandung drücken, wird durch die vorerwähnte Ausbildung zwar eine gewisse Verringerung an Reibung, Verschleiß und Energieverlust erzielt. Jedoch ist durch eine derartige Abhilfe keine echte Lösung des angeführten Problems gegeben.

as Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, hier eine echte Abhilfe zu schaffen und vorzugsweise eine Federkorbverriegelung so auszubilden, daß die Verriegelungselemente von einem durch Druckmittel betätigbaren Sperrkolben verriegelbar sind, ohne daß bei den Hubbewegungen des Arbeitskolbens eine außer vom Arbeitskolben selbst erzeugte Reibung gegenüber der Zylinderwandung auftritt.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfin-

dung im wesentlichen durch eine räumliche und zeitliche Trennung der Hubbewegung des Arbeitskolbens vom Hub des Sperrkolbens erzielt, nämlich dadurch, daß der Sperrkolben in einem Ringraum, der vom Kopf des Zylindergehäuses und einem darin angeordneten, ringförmigen Anschlag gebildet wird, lediglich zwischen der Verriegelungskammer und dem Zylindergehäusekopf koaxial beweglich ist und eine hydraulische bzw. pneumatische Sperre zwischen dem ihm zugewandten, sperrseitigen Arbeitsraum des Arbeitskolbens und dem Ringraum bildet, der über stellungsabhängig miteinander korrespondierende öffnungen im Anschlag bzw. in der Kolbenstange und über das druckabhängig und den Anschlag. ■ schaltbare Ventil mit dem anderen Arbeitsraum des Arbeitskolbens derart verbindbar ist, daß eine Relativbewegung zwischen Sperrkolben und Zylindergehäuse nur in der ausgefahrenen Endstellung des.

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Claims

Arbeitskotbens und jeweils gegenläufig zur Hubbewegung des Arbeitskolbens erfolgen kann. Die durch bisherige Hubüberschneidungen bei bekannten Verriegelungen mit druckmittelbetätigten Sperrkolben auftretenden Nachteile werden somit ohne baulichen Mehraufwand vermieden. Darüber hinaus wird durch die nach der Erfindung erzielte Gegenläufigkeit von Arbeitskolben und Sperrkolben der Ablauf des Verriegelungsvorganges in wünschenswerter Weise beschleunigt. Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den starr mit der Kolbenstange verbundenen Arbeitskolben als Halter für die Verriegelungselemente oder beispielsweise den-Fuß eines an sich bekannten Federkorbes als Arbeitskolben auszubilden, um unerwünschte translatorische Bewegungen zwischen den Verriegelungselementen und dem Axbeitskolben bzw. der Kolbenstange und dadurch bedingte Probleme der Stellungszuordnung auszuschalten. ao Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dar. Sie zeigt eine Federkorbverriegelung als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Danach ist eine Kplbenstange S über eine Ver- as schraubung 10 und einen Stützring 7 mit einem eine Kolbendichtung 18 enthaltenden Federkorb 6 fest verbunden und in einem Zylindergehäuse 1, das einen Kopf 2 und einen ringförmigen Anschlag 3 aufweist, beweglich angeordnet. In dem Zwischenraum zwischen der Wandung des Zylindergehäuses 1 und dem Anschlag 3 des Zylindergehäusekopfes befindet sich ein koaxial zur Kolbenstange 5 und dem Zylindergehäuse 1 beweglicher, ringförmiger Sperrkolben 4. Im Inneren der Kolbenstange 5 ist ein aus mehreren Teilen bestehendes, druckabhängig und über den Anschlag 3 schaltbares Ventil angebracht, welches von der Verschraubung 10 in der Kolbenstange gehalten wird. In einer Sackbohrung 23 der Kolbenstange ist ein hohler Steuerkolben 8 mit zwei starren Steuerstiften 17 angeordnet, die in einer Ausnehmung der Kolbenstange in der Endstellung des Arbeitskolbens mit dem Anschlag 3 korrespondieren und den Steuerkolben bei Erreichen der ausgefahrenen Endstellung des Arbeitskolbens gegen die Wirkung einer Feder 9 um das durch die Ausnehmung in der Kolbenstange vorgegebene Spiel in Richtung auf die Verschraubung 10 zu verschieben. Die VerschraubunglO dient gleichzeitig als Ventilgehäuse, in welchem ein Ventilkegel 11 angeordnet ist, der mit einer Feder 15 gegen eine Ventilringscheibe 12 gedrückt wird, die ihrerseits über eine Feder 16 gegen einen Federteller 13 drückt. Der Federteller 13 wird mit einem Seegerring 14 im Ventilgehäuse festgehalten, wodurch das Ventil bei Druckgleichgewicht im Ruhezustand geschlossen gehalten wird. Der Vorgang der Verriegelung und Entriegelung der Verriegelungsglieder des Federkorbes spielt sich folgendermaßen ab. Ein im Arbeitsraum Λ sich aufbauender Druck des Arbeitsmediums bewirkt das Ausfahren des Arbeitskolbens bzw. der Kolbenstange 5, in deren Endstellung lamellenartige Verriegelungsglieder des Federkorbes unter eine ringförmige Erweiterung: der Wand des Zylindergehäuses 1 zu stehen kommen, welche eine Verriegelungskammer 28 bildet, in welche die Verriegelungsglieder in noch zu beschreibender Weise eingerastet werden. Gleichzeitig wird durch Auflaufen der Steuerstifte 17 auf den ringbuchsenartig in den sperrseitigen Arbeitsraum ragenden Anschlag 3 des Zylindergehäuses 1 der Steuerkolben 8 gegen die Verschraubung 10 gedrückt und dabei eine radial von der Sackbohrung 23 führende öffnung 24 mit einer öffnung 25 im Anschlag 3 zur Überdeckung gebracht. Der Überdruck im Arbeitsraum A des Zylinders öffnet den Ventilkegel 11, so daß das Arbeitsmedium durch eine Bohrung 20 des Federtellers 13, einen Kanal 22, entlang des Ventilkegels 11 und durch eine Bohrung 27 in der Verschraubung 10 und durch den hohlen Steuerkolben 8 zu dem Ende der Sackbohrung 33 gelangt und von dort über die öffnungen 24 und 25 den Ringraum 26 hinter dem Sperrkolben 4 beaufschlagt. Der sich zwischen dem Kopf und dem Sperrkolben aufbauende Druck des Arbeitsmediums schiebt diesen unter die Lamellen des Federkorbes, hebt die Verriegelungsglieder an, bis diese in der Verriegelungskammer eingerastet sind und verriegelt damit die Kolbenstange im Zylindergehäuse. Baut sich der Druck des Arbeitsmediums im Arbeitsraum Λ ab, so bleibt im Ringraum 26 hinter dem Sperrkolben 4 der. Druck trotzdem erhalten, da der Ventilkegel 11 und die Ventilringscheibe 12 jeweils durch Federkraft geschlossen gehalten werden. Zum Entriegeln wird über einen Leitungsanschluß 29 Arbeitsmedium in den sperrseitigen Arbeitsraum zwischen dem Sperrkolben 4 und dem Federkorb 6 eingebracht. Dadurch wird das Arbeitsmedium im Ringraum 26 sowie in den öffnungen 25,24 und der Sackbohrung 23 bis in einen Raum 30 hinter dem Ventilkegelll so lange komprimiert, bis der Druck dort größer als die Kraft der die Ventilringscheibe 12 haltenden Feder 16 ist. Die Ventilringscheibe 12 öffnet unter dem Überdruck, und Arbeitsmedium fließt so lange durch die Kanäle 22 und 21 entlang dem Ventilkegel und der Ventilringscheibe sowie durch die Bohrung 20 in den Arbeitsraum A ab, bis wieder Druck- bzw. Kräftegleichgewicht sich einstellt. Dabei gibt der Sperrkolben den-Federkorb frei, dessen Lamellen lösen sich auf Grund ihrer Federeigenschaften aus der Verriegelungskammer, und die Kolbenstange kann eingefahren werden. Patentansprüche:

1. Innere mechanische Verriegelung für dop pelseitig wirkende hydraulische oder pneumati sehe Arbeitszylinder mit ringförmig angeordne ten, während des Hubes des Arbeitskolbens trans latorisch bewegten und in sich federnd in eine gegenüber der Zylindergehäusewandung unwirk samen Stellung gehaltenen Verriegelungseiemen ten, die in einer gehäusefesten Verriegelungskam mer im Zylindergehäuse von einem ringförmige: Sperrkolben verriegelbar sind, der unter der Druck des auf den Arbeitskolben wirkende Arbeitsmediums über ein druckabhängig un einen gehäusefesten Anschlag schaltbares Vent in der Kolbenstange koaxial im Arbeitszylinde verschiebbar und steuerbar ist, dadurch ge kennzeichnet, daß der Sperrkolben (4) i einem Ringraum (26), der vom Kopf (2) des Z] lindergehäuses (1) und einem darin angeordm ten, ringförmigen Anschlag (3) -gebildet wir lediglich zwischen der Verriegelungskammer (2t und dem Zylindergehäusekopf koaxial beweglic ist und eine hydraulische bzw. pneumatiscl

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Sperre zwischen dem ihm zugewandten, sperrseitigen Arbeitsraum des Arbeitskolbens und dem Ringraum (26) bildet, der über stellungsabhängig miteinander korrespondierende öffnungen (25 bzw. 24) im Anschlag (3) bzw. in der Kolbenstange (5) und über das druckabhängig und den Anschlag (3) schaltbare Ventil (8 bis 17) mit dem anderen Arbeitsraum (A) des Arbeitskolbens derart verbindbar ist, daß eine Relativbewegung zwischen Sperrkolben und Zylindergehäuse nur in der ausgefahrenen Endstellung des Arbeitskolbens und jeweils gegenläufig zur Hubbewegung des Arbeitskolbens erfolgen kann.

2. Innere mechanische Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente im starr mit der Kolbenstange verbundenen Arbeitskolben in einer Halterung

angeordnet sind, die keine translatorische Relativbewegung zwischen Arbeitskolben und Verriegelungselementen zuläßt.

3. Federkorbverriegelung als innere mechanische Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente in an sich bekannter Weise als Federkorb (6) ausgebildet sind und der Fuß des Federkorbes als starr mit der Kolbenstange(S) verbundener Arbeitskolben ausgebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.- Patentschrift Nr. 2 764132.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1177 008.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 677/234 10.67 Bundesdruckerei Berlin