DE1301250B

DE1301250B - Zylindereinheit mit Leer- und Nutzhub

Info

Publication number: DE1301250B
Application number: DEG43439A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-04-26
Filing date: 1965-04-26
Publication date: 1969-08-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylindereinheit mit Leer- und Nutzhub und durch Ringkolbenschieber gesteuertem Umfluß des Druckmittels während des Leerhubes von einer zur anderen Arbeitszylinderseite über im Bereich der beiden Hubenden angeordnete große Durchbrüche im Arbeitszylinder.
Bei dieser nicht zum Stande der Technik gehörenden Zylindereinheit nach einem älteren Vorschlag ist vorgesehen, daß der Arbeitszylinder axial verschiebbar gelagert und als Teil eines Umlaufventils ausgebildet ist. Dies hat zur Folge, daß beim Umschalten relativ große Massen zu bewegen sind, die große Stell- und Rückstellkräfte erfordern. Auch sind die Anforderungen an die Toleranzen für den Dichtschluß des Steuerschiebers hoch und von zahlreichen Einzeltoleranzen abhängig, wie z. B. von den Toleranzen der zylindrischen Mantelflächen, zwischen denen der Steuerschieber gleitet und die ihn zentrieren, sowie von den Toleranzen der Stirnseiten des Steuerschiebers zu den Stirnseiten der Zylinderdeckel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für die Steuerung des Druckmittelumflusses zwischen beiden Arbeitszylinderseiten erforderlichen Steuerorgane als fertigungs- und montagetechnisch einfache und aus Gründen geringer Toleranzansprüche billige Austauschteile bei größter Funktionssicherheit auszubilden. Die Masse der beim Umschalten zu beschleunigenden Steuerorgane soll möglichst klein sein, so daß geringe Rückstellkräfte ausreichen, die Umsteuerorgane in ihre Ausgangsstellung zu bewegen.
Die Aufgäbe wird bei einer Zylindereinheit der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jedem Arbeitszylinderende ein getrennter Ringkolbenschieber zur Absperrung der aus dem Arbeitszylinderraum führenden Durchbrüche zugeordnet ist. Dadurch wird erreicht, daß die Zylindereinheit für jedes Arbeitszylinderende ein Steuerorgan aufweist, das einfach ausbildbar und infolge seiner geringen Masse und kolbenförmigen Ausbildung leicht steuerbar ist, wodurch die Umflußquerschnitte sehr schnell freigelegt werden. Außerdem ergibt sich die Möglichkeit, sowohl einseitig als auch doppelseitig wirkende Zylindereinheiten mit gleichen Mitteln hinsichtlich ihres Druckmittelumflusses zwischen beiden Arbeitszylinderräumen steuern zu können.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens ein Ringkolbenschieber auf dem Arbeitszylinder geführt ist. Dadurch wird erreicht, daß ein einziger Körper sowohl die Führung als auch den Ventilsitz des Ringkolbenschiebers bildet.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Stirnflächen der Ringkolbenschieber verschieden groß und druckmittelbeaufschlagt sind. Dadurch wird erreicht, daß die Funktionssicherheit auch dann gewährleistet ist, wenn der Zuflußdruck für den Steuerschieber mit dem in den Arbeitszylinderräumen vorherrschenden, in der Zylindereinheit speicherbaren Druck übereinstimmt, wie es beispielsweise bei Betrieb mit Druckluft der Fall ist.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem der Arbeitszylinder die Führung und den Dichtsitz beider Ringkolbenschieber übernimmt, F i g. 2 einen Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der Antrieb der Ringkolbenschieber über außermittig angeordnete Kolben erfolgt, F i g. 3 einen Axialschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem der Antrieb der Ringkolbenschieber über nach außen geführte Stangen erfolgt.
Nach F i g. 1 weist die Zylindereinheit zwei Zylinderdeckel 1,1' auf, zwischen denen ein Mantelrohr 2 und der Arbeitszylinder 3, der als Zylinderhülse ausgebildet ist, über nicht dargestellte Zuganker zusammengespannt sind. In dem Arbeitszylinder 3 gleitet ein doppelseitig beaufschlagbarer, mit jeweils gleich großen Flächen versehener Arbeitskolben 4, der den Arbeitszylinder in zwei Arbeitszylinderräume 5, 5' aufteilt. Der Arbeitszylinder 3 weist auf beiden Seiten ein zylindrisches Arbeitszylinderende auf, in dem große, um den Umfang verteilte Durchbrüche 6, 6' angeordnet sind. Ein Ringraum 7, der durch den Außenumfang des Arbeitszylinders 3 und den Innenumfang des Mantelrohres 2 gebildet wird, verbindet die beidseitig angeordneten großflächigen Durchbrüche 6, 6' und damit die Arbeitszylinderräume 5, 5'. Auf den beiden Enden des Arbeitszylinders 3 ist je ein Ringkolbenschieber 8, 8' mit einem begrenzten Steuerhub axial beweglich angeordnet, wobei die beiden Ringkolbenschieber 8, 8' einen von ihrem Bund abgesetzten zylindrischen Ansatz einander zukehren. Zwischen äußeren, gegenüberliegenden Stirnflächen 8 b, 8 b' der beiden Ringkolbenschieber ist eine Feder 11 als Gegenkraft angeordnet, die die Ringkolbenschieber 8, 8' in ihrer Ausgangslage hält. In der Ausgangslage sind beide Durchbrüche 6, 6' offen. Dabei kann das Druckmittel aus dem einen der Arbeitszylinderräume über den Ringraum 7 in den anderen der Arbeitszylinderräume fließen und umgekehrt. Der Ringkolbenschieber 8, 8' weist im Bereich seines Bundes Ringdichtungen für seinen Innen- und Außendurchmesser auf (zeichnerisch nicht dargestellt), damit ein mit Druckmittel füllbarer Führungsraum 9, 9' vom Ringraum 7 abgeschirmt ist. Das Ende des Arbeitszylinders 3, auf dem der einzelne Ringkolbenschieber gleitet, bildet mit seinem Außenumfang und mit einer Stirnfläche 10, 10' in Verbindung mit dem zylindrischen Ansatz und einer weiteren Stirnfläche 8 a, 8 ä des Ringkolbenschiebers den für die sichere Funktion erforderlichen Ventilsitz, damit im Nutzhubbereich drei Räume, nämlich der Ringraum 7, der Führungsraum 9, 9' für den Ringkolbenschieber 8, 8' und der Arbeitszylinderraum 5, 5' für den Arbeitskolben 4, zueinander sicher abgedichtet sind.
Der Antrieb des Ringkolbenschiebers 8, 8' erfolgt durch Zufluß von Druckmittel aus einer Zweigleitung 15,15', die aus einem Zylinderraum 12,12' in den Führungsraum 9, 9' führt. Zur zeitlichen Bestimmung des Vorlaufes des Ringkolbenschiebers ist in der Zweigleitung 15, 15' eine feste oder verstellbare Drossel 16,16' angeordnet. Der Abfluß aus dem Führungsraum 9, 9' für den Ringkolbenschieber 8, 8' erfolgt durch eine gleichfalls in den Zylinderraum 12, 12' des Eilkolbens mündende Leitung 18,18', in der ein Rückschlagventil 17,17' vorgesehen ist. Damit wird die jeweilige Ausgangslage des Ringkolbenschiebers 8, 8' mit Hilfe geringer Kraft, nämlich der Feder 11, erreicht. Während des Nutzhubes fließt das Druckmittel aus dem jeweiligen Arbeitszylinderraum, der nicht beaufschlagt wird, über in der Zeichnung nicht dargestellte Abflußventile ab.
Der in jedem Zylinderdeckel angeordnete Zylinderraum 12, 12' ermöglicht die axiale Eilhubbewegung des Arbeitskolbens 4, wenn die sich im Eilzylinderraum ergebende Differenzfläche abgesetzter Kolbenstangenteile 13,13' und 14,14' durch das Druckmittel beaufschlagt wird. Während dieses Eil- oder Leerhubes fließt das Druckmittel der Arbeitszylinderräume von der einen zur anderen Arbeitszylinderseite.
In der Ausführung gemäß F i g. 2 weist der einzelne Zylinderdeckel 1,1' zwei zylindrische Ansätze mit verschiedenen Durchmesserabstufungen 20, 20' und 21, 21' auf. Auf dem zylindrischen Ansatz der Abstufungen 20, 20' gleitet der Ringkolbenschieber 8, 8'. Der Außendurchmesser dieses Ansatzes ist etwas größer als der Innendurchmesser des Arbeitszylinders 3. Der zylindrische Ansatz der Abstufungen 21, 21', deren Durchmesser dem des Innendurchmessers des Arbeitszylinders 3 entspricht, dient zur axialen Verspannung der beiden Zylinderdeckel 1, 1' mit dem Arbeitszylinder 3 und dem Mantelrohr 2 und zur Zentrierung. Das Mantelrohr 2 weist auf jeder Seite einen nach innen ragenden Bund 27, 27' auf, der den Außenumfang des zylindrischen Ansatzes des Ringkolbenschiebers 8, 8' abdichtet. Der Raum zwischen den einander abgekehrten Stirnflächen des Bundes 27, 27' und den aufeinander zugekehrten Stirnflächen 8 b, 8 b' des Ringkolbenschiebers dient jeweils zur Aufnahme der als Gegenkraft wirkenden Feder 11,11'. Die axiale Bewegung, also der Steuerhub des Ringkolbenschiebers, erfolgt in dieser Ausführung mittels paarweise außermittig angeordnete Zylinder, in denen Kolben 24,24' ihre Kraft über Stangen 25,25' auf den Ringkolbenschieber übertragen, die aus dem Führungsraum 9, 9' herausgeführt sind. Auch diese Kolben werden über die Zweigleitungen 15, 15' aus dem Eilzylinderraum 12,12' unter Zwischenschaltung der Drossel 16,16' mit Druckmittel beaufschlagt. Der Abfluß aus diesem Zylinderraum kann analog der Ausführung nach F i g. 1 über ein Rückschlagventil erfolgen.
Der Unterschied der Ausführung nach F i g. 3 besteht darin, daß zwischen dem Ringkolbenschieber 8, 8' und dem Zylinderdeckelansatz eine Hülse 28, 28' angeordnet ist, die den Arbeitszylinder 3 verlängert. Diese Hülse 28 weist einen Außenbund 29, 29' auf, an dessen einer Stirnfläche der Arbeitszylinder 3 anliegt und dessen andere Stirnfläche den Dichtsitz für den Ringkolbenschieber bildet. Die Durchbrüche 6, 6' befinden sich dabei in der Hülse 28, 28'. Die axiale Bewegung, d. h. der Steuerhub des Ringkolbenschiebers 8, 8', bei dieser Art erfolgt z. B. über Stangen 30, 30', die nach außen führen, von wo sie beliebig betätigt werden können.

Claims

Patentansprüche: 1. Zylindereinheit mit Leer- und Nutzhub und durch Ringkolbenschieber gesteuertem Umfluß des Druckmittels während des Leerhubes von einer zur anderen Arbeitszylinderseite über im Bereich der beiden Hubenden angeordnete große Durchbrüche im Arbeitszylinder, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß jedem Arbeitszylinderende ein getrennter Ringschieber (8, 8') zur Absperrung der aus dem Arbeitszylinderraum (5,5') führenden Durchbrüche (6, 6') zugeordnet ist.
2. Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ringkolbenschieber (8, 8') auf dem Arbeitszylinder (3) geführt ist.
3. Zylindereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (8 a, 8 b, 8 a', 8 b') der Ringkolbenschieber (8, 8') verschieden groß sind.
4. Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkolbenschieber (8, 8') druckmittelbeaufschlagt sind.
5. Zylindereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Ringkolbenschieber (8, 8') aus deren Führungsraum (9, 9') herausgeführte Stangen (25, 25', 30, 30') vorgesehen sind.