DE202004007738U1

DE202004007738U1 - Druckmediumzylinder

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Publication number: DE202004007738U1
Application number: DE200420007738
Authority: DE
Original assignee: Drumag Fluidtechnik GmbH
Current assignee: Drumag Fluidtechnik GmbH
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2014-05-12

Abstract

Druckmediumzylinder, vorzugsweise Pneumatikzylinder, bestehend aus einem, in einem Gehäuse angeordneten Zylinderrohr, mit einem, in dem Zylinderrohr axial beweglichen, Kolben, mit mindestens einer Kolbenstange, wobei der Kolben zwei mit Druckmedium beaufschlagbare Zylinderräume dichtend voneinander abgrenzt, und wobei jedem Zylinderraum ein Druckmediumeinlasskanal zugeordnet ist, wobei mindestens einem Druckmediumeinlasskanal, vorzugsweise beiden Druckmediumeinlasskanälen, ein Rückschlagventil sowie eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (7, 33) und/oder eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung (18, 35)innerhalb des Gehäuses (23) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckmediumzylinder, vorzugsweise Pneumatikzylinder, bestehend aus einem, in einem Gehäuse angeordneten Zylinderrohr, mit einem, in dem Zylinderrohr axial beweglichen, Kolben, mit mindestens einer Kolbenstange, wobei der Kolben zwei mit Druckmedium beaufschlagbare Zylinderräume dichtend voneinander abgrenzt, und wobei jedem Zylinderraum ein Druckmediumeinlasskanal zugeordnet ist, wobei mindestens einem Druckmediumeinlasskanal, vorzugsweise beiden Druckmediumeinlasskanälen, ein Rückschlagventil sowie eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung zugeordnet ist.
In der pneumatischen Antriebstechnik ist es des Öfteren erforderlich, Zylinder, insbesondere in den Hubendlagen, so zu verriegeln, dass sie durch äußere Kräfte nicht mehr bewegt werden können. Hierfür gibt es sowohl funktionale als auch Sicherheitsgründe.
Es sind beispielsweise Systeme bekannt, bei denen diese Verriegelung durch mechanische Elemente erfolgt, etwa in Form eines federbelasteten Bolzens, der in eine Ringnut im Kolben eingreift und durch pneumatischen Druck gelöst werden kann. Andere Systeme verwenden ein nicht kompressibles Druckmedium, wie beispielsweise Hydrauliköl, das in einem bestimmten Zylinderraum unter Druck gehalten wird und nur nach Betätigung eines Ventils wieder ausströmen kann.
Weiterhin ist, insbesondere in der pneumatischen Antriebstechnik, bekannt, entriegelbare Rückschlagventile einzusetzen. Das Rückschlagventil und die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung werden dabei als Baueinheit in eine Druckmediumzuleitung integriert. Hierfür wird dieses Bauteil von außen an das Gehäuse angebracht. Dies ist insofern problematisch, als dass Druckmediumzylinder häufig rauen Einsatzbedingungen ausgesetzt sind. So kann es beispielsweise auf Baustellen oder beim Einsatz des Druckmediumzylinders in Staplern, etc. zu Beschädigungen des Rückschlagventils und/oder der Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung kommen, sodass der Zylinder nicht mehr entriegelt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckmediumzylinder bereit zu stellen, der besser vor Beschädigungen geschützt ist.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Rückschlagventil und/oder eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Durch diese erfinderische Maßnahme sind sämtliche sicherheitsrelevanten Bauteile im Gehäuse des Zylinders integriert und somit vor Beschädigungen geschützt. Dabei wird ein optimaler Schutz erreicht, wenn das Rückschlagventil und die zugehörige Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.
Ein stabiler und einfach zu demontierender Druckmediumzylinder wird dadurch bereit gestellt, dass das Gehäuse einen Zylinderkopf und/oder einen Zylinderdeckel umfasst, die vorzugsweise mittels Hohlschrauben, mit dem Mittelteil verschraubt sind. Dabei wird das Mittelteil an seinem einen Ende von dem Zylinderkopf und an seinem anderen Ende von dem Zylinderdeckel eingefasst. Dabei weist zumindest der Zylinderkopf eine Durchgangsöffnung für die Kolbenstange auf. Eine besonders effiziente Befestigung wird dadurch sichergestellt, dass in dem Gehäusemittelteil mehrere, insbesondere vier, Durchgangsboh rungen mit Innengewinde vorgesehen sind, in denen der Zylinderkopf und/oder der Zylinderdeckel, insbesondere mittels Hohlschrauben, verschraubt werden können.
Da es sich bei dem Zylinderkopf und dem Zylinderdeckel um besonders massiv ausgestaltete Bauteile des Gehäuses handelt, ist mit Vorteil vorgesehen, dass ein Rückschlagventil und/oder eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung innerhalb des Zylinderkopfes und/oder das andere Rückschlagventil und/oder die zugehörige Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung innerhalb des Zylinderdeckels angeordnet sind.
Eine besonders zuverlässige Möglichkeit der Entriegelung des Rückschlagventils wird dadurch bereitgestellt, dass die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung aus einem Steuerzylinder mit einem mit Druckmedium beaufschlagbaren Steuerkolben besteht, der entgegen der Verriegelungsrichtung des Rückschlagventils bewegbar ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung des ersten Zylinderraumes mit der Druckmediumzufuhr des zweiten Zylinderraumes in der Weise gekoppelt ist, dass die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung des ersten Zylinderraumes automatisch immer dann aktiviert wird, sobald der zweite Zylinderraum mit Druckmedium beaufschlagt wird.
Damit der Steuerkolben der Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung wieder in seine Ausgangsposition verschoben werden kann, ist ein Rückstellmittel, insbesondere eine Rückstellfeder, vorgesehen. Bei entsprechender Ausgestaltung der Schließfeder des Rückstellventils kann auf ein separates Rückstellmittel für den Steuerkolben verzichtet werden.
In Ausgestaltung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine Druckmediumverbindungsleitung von dem, dem ersten Zylinderraum zugeordneten, Druckmediumeinlasskanal zu der, dem zweiten Zylinderraum zugeordneten, Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung vorgesehen ist. Dies ist besonders zweckmäßig, da die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung des zweiten Zylinderraumes auf diese Weise automatisch aktiviert wird, wenn der erste Zylinderraum mit Druckmedium versorgt wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine Druckmediumverbindungsleitung von dem, dem zweiten Zylinderraum zugeordneten, Druckmediumeinlasskanal zu der, dem ersten Zylinderraum zugeordneten, Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung vorgesehen ist. Die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung des ersten Zylinderraumes ist also in entsprechender Weise mit dem Druckmediumkanal des zweiten Zylinderraumes gekoppelt.
Ein besonders gut vor Beschädigungen geschützter Zylinder wird dadurch bereitgestellt, dass mindestens eine Druckmittelverbindungsleitung innerhalb des Gehäuses, vorzugsweise teilweise in dem Mittelteil des Gehäuses, angeordnet ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn zumindest eine Druckmittelverbindungsleitung zumindest teilweise von einer Hohlschraube gebildet ist. Hierdurch kann auf einen zusätzlichen Verbindungskanal verzichtet werden. Durch diese Maßnahme können die Fertigungskosten erheblich reduziert werden.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen zentralen Schnitt entlang der Längsachse durch einen Zylinder,
2 einen Schnitt durch den Zylinderdeckel,
3 einen weiteren Längsschnitt durch den Zylinder und
4 einen Zylinder mit außen liegenden Druckmittelverbindungsleitungen.
In 1 ist ein Schnitt durch die zentrale Längsachse eines Pneumatikzylinders 22 dargestellt. Der Zylinder 22 besteht aus einem Gehäuse 23, welches durch einen Zylinderkopf 1, einen Zylinderdeckel 2 sowie einem Mittelteil 24 gebildet ist. Im Mittelteil 24 ist ein Zylinderrohr 3 integriert.
Wie in 3 zu erkennen ist, sind der Zylinderdeckel 2 sowie der Zylinderkopf 1 mit Hilfe von Hohlschrauben 12, 14 mit dem Mittelteil 24 verbunden.
Innerhalb des Zylinderrohres 3 ist ein beweglicher Kolben 4 angeordnet, der mit einer Kolbenstange 5 fest verbunden ist. Die Kolbenstange 5 ist mittels eines Kolbenstangenlagers 15 im Zylinderkopf 1 axial gelagert.
Der Kolben 4 ist mit Ringdichtungen 25 versehen, die zwischen Kolben 4 und innerer Mantelfläche des Zylinderrohres 3 angeordnet sind. Der Kolben 4 dichtet zwei Zylinderräume, nämlich einen ersten Zylinderraum 10 und einen zweiten Zylinderraum 20 gegeneinander ab. Die Kolbenstange 5 überträgt die durch die expandierende Druckluft entstehenden Druck- und Zugkräfte nach außen.
In 3 ist ein Schnitt durch den Zylinder auf Höhe der Befestigungshohlschrauben 12, 14 dargestellt. Es sind insgesamt vier Befestigungshohlschrauben 12 im Zylinderkopf 1 und vier Befestigungshohlschrauben 14 im Zylinderdeckel 2 vorgesehen. Diese verschrauben den Zylinderkopf 1 und den Zylinderdeckel 2 mit dem Mittelteil 24. Zu diesem Zweck sind im Mittelteil 24 vier Durchgangsbohrungen 13 vorgesehen, die an ihren äußeren Abschnitten Innengewinde aufweisen.
Jedem Zylinderraum 10, 20 ist ein Druckmediumeinlasskanal zugeordnet.
In 2 ist ein Schnitt durch den Zylinderdeckel 2 dargestellt. Da der Zylinderdeckel 2 im Wesentlichen genau wie der Zylinderkopf 1 aufgebaut ist, entspricht die dargestellte Schnittdarstellung auch einem Zylinderkopf 1. Der Druckmediumeinlasskanal des ersten Zylinderraumes 10 setzt sich zusammen aus einem Luftanschluss 6,11 einem Kanal 16,32 und einem Kanal 9,31. Der Druckmediumeinlasskanal des zweiten Zylinderraumes 20 ist in entsprechender Weise aus dem Luftanschluss 11, einem Kanal 32 sowie einem Kanal 31 gebildet. In jedem Druckmediumeinlasskanal ist zwischen Kanal 16,32 und Kanal 9,31 ein federkraftbeaufschlagtes Rückschlagventil 7,33 vorgesehen. Die Schließkraft des Rückschlagventils 7,33 wird von einer Druckfeder 8,34 bereitgestellt. Dadurch, dass das Rückschlagventil 7,33 innerhalb des Gehäuses 23 angeordnet ist, ist es vor einer Beschädigung durch äußere Einflüsse geschützt. Dem Rückschlagventil 7,33 ist eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung 18,35 zugeordnet. Diese besteht aus einem Steuerkolben 19,36 welcher mit Druckmedium beaufschlagbar ist und ist ebenfalls innerhalb des Gehäuses 23 angeordnet. Wird die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung 18,34 ausgelöst, so bewegt sich der Steuerkolben 19,36 in axialer Richtung entgegen der Federkraft der Druckfeder 17,37 in Richtung Rückschlagventil 7 und entriegelt dies.
Für die Beschreibung der Funktion wird von dem dargestellten Zustand ausgegangen, bei dem der Zylinder ganz eingefahren ist. Bei Druckbeaufschlagung des Luftanschlusses 6 im Zylinderdeckel 2 strömt Druckmedium, hier Druckluft, durch den Kanal 16 zum Rückschlagventil 7. Dieses ist durch die Druckfeder 8 in seiner geschlossenen Stellung gehalten. Die einströmende Druckluft öffnet nun entgegen der Federkraft den Dichtkegel. Die Luft gelangt über den Kanal 9 in den Zylinderraum 10 und bewegt den Kolben 4 mit Kolbenstange 5 in axialer Richtung in Richtung Zylinderkopf 1. Trifft nun die Kolbenstange auf einen externen Anschlag oder läuft der Kolben am Zylinderkopf 1 auf, so steigt der Druck im Zylinderraum 10 bis auf den eingestellten Betriebsdruck. In diesem Zustand des Druckgleichgewichtes zwischen Luftanschluss 6 und Zylinderraum 10 schließt die Feder 8 das Rückschlagventil 7 sofort wieder. Die Luft kann aus dem Zylinderraum 10 nicht mehr entweichen. Der Zylinder 22 ist verriegelt.
Wird nun die Kolbenstange 5 durch eine äußere Kraft zurückgedrückt, so wirkt diese Kraft der aus dem Produkt der Kolbenfläche und dem eingeschlossenen Druck gebildeten Druckkraft entgegen. Bis zum Erreichen einer maximalen Kraft bleibt das System stabil – die Kolbenstange 5 kann nicht bewegt werden.
Soll nun der Zylinder wieder in die Ausgangsstellung zurückgefahren werden, so wird der Luftanschluss 11 im Zylinderkopf 1 beaufschlagt. Die Luft strömt an einem Rückschlagventil 33 im Zylinderkopf 1 vorbei in den vorderen Zylinderraum 20. Durch eine, mit dem Luftanschluss 11 verbundene Druckmittelverbindungsleitung strömt gleichzeitig Luft in die Rückschlagventil entriegelungsvorrichtung 35. Der dort anliegende Druck bewegt den Steuerkolben 36, der durch die Druckfeder 37 in der dargestellten Stellung gehalten wird, entgegen der Federkraft nach rechts und drückt auf den Ventilkegel des Rückschlagventils 33 und öffnet dieses. Die im Zylinderraum 10 vorhandene Luft kann nun über die Kanäle 31,32 zum Anschluss 6 abströmen. Der im Zylinderraum 20 vorherrschende Druck bewegt den Kolben in die hintere Ausgangslage.
Eine Druckmittelverbindungsleitung wird gebildet von einem Kanal 21, einer Hohlschrauben 12, einer Durchgangsbohrung 13, einer Hohlschraube 14 sowie einem Verbindungskanal 26 zur Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung 18. Die Luft gelangt von dem Kanal 21 zur Hohlschraube 12 durch einen Ringspalt 27, welcher ebenfalls Teil der Druckmittelverbindungsleitung ist. Auf die gleiche Weise gelangt das Druckmedium von der Hohlschraube 14 zu dem nur in 2 angedeuteten Kanal 26 ebenfalls durch einen Ringspalt 28, welcher Teil der Druckmittelverbindungsleitung ist.
Die zweite Druckmittelverbindungsleitung wird gebildet von einem Kanal 38, einer Hohlschrauben 14, einer Durchgangsbohrung 13, einer Hohlschraube 12 sowie einem Verbindungskanal 39 zur Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung 18. Die Luft gelangt von dem Kanal 38 zur Hohlschraube 14 durch einen Ringspalt 40, welcher ebenfalls Teil der Druckmittelverbindungsleitung ist. Auf die gleiche Weise gelangt das Druckmedium von der Hohlschraube 12 zu dem nur in 2 angedeuteten Kanal 39 ebenfalls durch einen Ringspalt 41, welcher Teil der Druckmittelverbindungsleitung ist.
Für das Einfahren des Zylinders gilt die obige Beschreibung für das Ausfahren des Zylinders sinngemäß, wobei hier Steuer kolben 36 und Rückschlagventil 33 im Zylinderkopf 1 betätigt werden. Die Luftversorgung erfolgt über die in 3 unten dargestellte Druckmittelverbindungsleitung.
Von großem Vorteil bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist, dass erfindungsgemäß sowohl die Rückschlagventile als auch die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtungen innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.
In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Die interne Führung des Druckmediums durch die Hohlschrauben 12, 14 sowie durch die Durchgangsbohrung 13 sind ersetzt durch eine externe Schlauchleitung 29. Auch bei dieser Ausführungsform befinden sich Rückschlagventile als auch Rückschlagventilentriegelungsvorrichtungen innerhalb des Gehäuses 23.

1: Zylinderkopf
2: Zylinderdeckel
3: Zylinderrohr
4: Kolben
5: Kolbenstange
6: Luftanschluss im Zylinderdeckel
7: Rückschlagventil im Zylinderdeckel
8: Druckfeder im Zylinderdeckel
9: Kanal im Zylinderdeckel
10: erster Zylinderraum
11: Luftanschluss im Zylinderkopf
12: Hohlschrauben
13: Durchgangsbohrungen
14: Hohlschrauben
15: Lager
16: Kanal
17: Druckfeder im Zylinderdeckel
18: Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung im Zylinderdeckel
19: Steuerkolben im Zylinderdeckel
20: zweiter Zylinderraum
21: Kanal
22: Zylinder
23: Gehäuse
24: Mittelteil
25: Dichtungen
26: Kanal
27: Ringspalt
28: Ringspalt
29: externe Druckmittelverbindungsleitung
30: Kanal im Zylinderkopf
31: Kanal im Zylinderkopf
32: Kanal im Zylinderkopf
33: Rückschlagventil im Zylinderkopf
34: Druckfeder im Zylinderkopf
35: Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung im Zylinderkopf
36: Steuerkolben
37: Druckfeder im Zylinderkopf
38: Kanal im Zylinderkopf
39: Verbindungsleitung
40: Ringspalt
41: Ringspalt

Claims

Druckmediumzylinder, vorzugsweise Pneumatikzylinder, bestehend aus einem, in einem Gehäuse angeordneten Zylinderrohr, mit einem, in dem Zylinderrohr axial beweglichen, Kolben, mit mindestens einer Kolbenstange, wobei der Kolben zwei mit Druckmedium beaufschlagbare Zylinderräume dichtend voneinander abgrenzt, und wobei jedem Zylinderraum ein Druckmediumeinlasskanal zugeordnet ist, wobei mindestens einem Druckmediumeinlasskanal, vorzugsweise beiden Druckmediumeinlasskanälen, ein Rückschlagventil sowie eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (7, 33) und/oder eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung (18, 35)innerhalb des Gehäuses (23) angeordnet sind.
Druckmediumzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Rückschlagventile (7, 33), und/oder beide Rückschlagventilentriegelungsvorrichtungen (18, 35) innerhalb des Gehäuses (23) angeordnet sind.
Druckmediumzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (23) einen Zylinderkopf (1) und/oder einem Zylinderdeckel (2) umfasst, die vorzugsweise mit einem, das Zylinderrohr (3) umfassenden, Mittelteil (24) fest verbunden, vorzugsweise mittels Hohlschrauben (12, 14), mit dem Mittelteil (24) verschraubt, sind.
Druckmediumzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (33) und/oder eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung (35) innerhalb des Zylinderkopfes (1) angeordnet sind.
Druckmediumzylinder nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückschlagventil (7) und/oder eine Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung (18) innerhalb des Zylinderdeckels (2) angeordnet sind.
Druckmediumzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung (18, 35) aus einem Steuerzylinder (17, 37) mit einem mit Druckmedium beaufschlagbaren Steuerkolben (19, 36) besteht, der entgegen der Verriegelungsrichtung des Rückschlagventils (7, 33) bewegbar ist.
Druckmediumzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Rückstellmittel (17, 37), vorzugsweise mindestens eine Rückstellfeder, zur Rückstellung des Steuerkolbens (19, 36) in eine Ausgangsposition vorgesehen sind.
Druckmediumzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmediumverbindungsleitung von dem, dem ersten Zylinderraum (10) zugeordneten Druckmediumeinlasskanal zu der, dem zweiten Zylinderraum (20) zugeordneten Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung (35) vorgesehen ist.
Druckmediumzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckmediumverbindungsleitung von dem, dem zweiten Zylinderraum (20) zugeordneten Druckmediumeinlasskanal zu der, dem ersten Zylinderraum (10) zugeordneten Rückschlagventilentriegelungsvorrichtung (18) vorgesehen ist.
Druckmediumzylinder nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckmittelverbindungsleitung innerhalb des Gehäuses (23), vorzugsweise teilweise in dem Mittelteil (24) des Gehäuses, angeordnet ist.
Druckmediumzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Druckmittelverbindungsleitung, vorzugsweise beide Druckmittelverbindungsleitungen, zumindest teilweise von mindestens je einer Hohlschraube (12, 14) gebildet sind.