DE202005018038U1 - Fluid operated cylinder with end position lock - Google Patents
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Abstract
Fluidbetätigter Arbeitszylinder,
mit einer relativ zu einem Zylindergehäuse (2) linear bewegbaren Antriebseinheit,
die einen im Zylindergehäuse
(2) zwei Arbeitskammern (12a, 12b) voneinander abteilenden Antriebskolben
(6) aufweist und durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung wenigstens
einer der Arbeitskammern (12a, 12b) zwischen zwei Endlagen bewegbar
ist,
– mit
Dämpfungsmitteln
(23), die zumindest bei einer der beiden möglichen Hubrichtungen (14a,
14b) der Antriebseinheit (13) während
einer der Endlage vorausgehenden Dämpfungsphase die Strömungsrate
des aus der abströmseitigen
Arbeitskammer (12a, 12b) abströmenden
Fluides herabsetzen,
– und
mit Endlagen-Verriegelungsmitteln (42), die mindestens ein quer
zur Hubrichtung der Antriebseinheit (13) zwischen einer die Linearbewegung
der Antriebseinheit (13) zulassenden Freigabestellung und einer
die Linearbewegung der in einer Endlage befindlichen Antriebseinheit
(13) blockierenden Verriegelungsstellung umschaltbares Verriegelungsglied
(44) aufweisen, da durch Federmittel (58) in die Verriegelungsstellung
vorgespannt ist und während
der Dämp fungsphase
durch Fluidkraft in der Freigabestellung gehalten wird,
dadurch
gekennzeichnet,
dass die während
der Dämpfungsphase
zum Halten der...Fluid-actuated working cylinder, having a drive unit which is linearly movable relative to a cylinder housing (2) and has a drive piston (6) which divides two working chambers (12a, 12b) from one another in the cylinder housing (2) and by controlled fluid admission of at least one of the working chambers (12a, 12b). is movable between two end positions,
With damping means (23), which reduce the flow rate of the fluid flowing out of the outflow-side working chamber (12a, 12b) at least in one of the two possible stroke directions (14a, 14b) of the drive unit (13) during a damping phase preceding the end position
- And with end-position locking means (42), the at least one transversely to the stroke direction of the drive unit (13) between a linear movement of the drive unit (13) permitting release position and a linear movement of the drive unit located in an end position (13) locking position switchable locking member ( 44), as biased by spring means (58) in the locking position and during the Dämp tion phase is held by fluid force in the release position,
characterized,
that during the damping phase to hold the ...
Description
Die Erfindung betrifft einen fluidbetätigten Arbeitszylinder, mit einer relativ zu einem Zylindergehäuse linear bewegbaren Antriebseinheit, die einen im Zylindergehäuse zwei Arbeitskammern voneinander abteilenden Antriebskolben aufweist und durch gesteuerte Fluidbeaufschlagung wenigstens einer der Arbeitskammern zwischen zwei Endlagen bewegbar ist,
- – mit Dämpfungsmitteln, die zumindest bei einer der beiden möglichen Hubrichtungen der Antriebseinheit während einer der Endlage vorausgehenden Dämpfungsphase die Strömungsrate des aus der abströmseitigen Arbeitskammer abströmenden Fluides herabsetzen,
- – und mit Endlagen-Verriegelungsmitteln, die mindestens ein quer zur Hubrichtung der Antriebseinheit zwischen einer Linearbewegung der Antriebseinheit zulassenden Freigabestellung und einer die Linearbewegung der in einer Endlage befindlichen Antriebseinheit blockierenden Verriegelungsstellung umschaltbares Verriegelungsglied aufweisen, das durch Federmittel in die Verriegelungsstellung vorgespannt ist und während der Dämpfungsphase durch Fluidkraft in der Freigabestellung gehalten wird.
- With damping means which reduce the flow rate of the fluid flowing out of the outflow-side working chamber at least in one of the two possible directions of stroke of the drive unit during a damping phase preceding the end position,
- - And with end-position locking means which have at least one transversely to the stroke direction of the drive unit between a linear movement of the drive unit permitting release position and a linear movement of the drive unit located in a final position blocking locking position switchable locking member which is biased by spring means in the locking position and during the damping phase is held by fluid force in the release position.
Ein
aus der
Das
zum Halten des Verriegelungsgliedes in der Freigabestellung erforderliche
Fluid wird gemäß
Die Anmelderin vertreibt auch bereits einen auf Seiten 1/1.2–57 und 1/1.2–59 einer mit "Normzylinder DNC, ISO 6431 und VDMA 24562" betitelten Produktinformation einen sogenannten "Normzylinder DNC-EL", der mit ähnlichen Mitteln zur Endlagendämpfung und zur Endlagenverriegelung ausgestattet ist, wobei aber vorgesehen ist, dass das Verriegelungsglied durch den in der sich an die Arbeitskammer anschließenden Zusatzkammer herrschenden Druck in der Freigabestellung gehalten wird. Auf diese Weise kann zwar auf ei ne externe Fluideinspeisung zur Ansteuerung des Verriegelungsgliedes verzichtet werden. Dieser Vorteil wird jedoch mit dem Nachteil erkauft, dass der während der Dämpfungsphase in der Zusatzkammer herrschende Druck insbesondere bei voller Dämpfungsintensität rasch abfällt und deshalb das Verriegelungsglied unter Umständen schon in die Verriegelungsstellung umschaltet, bevor sich die Antriebseinheit in der zu blockierenden Endlage befindet. Mögliche Funktionsbeeinträchtigungen oder zumindest ein erhöhter Verschleiß können die Folge sein.The Applicant already distributes one on pages 1 / 1.2-57 and 1 / 1.2-59 one with "standard cylinder DNC, ISO 6431 and VDMA 24562 "titled product information a so-called "standard cylinder DNC-EL "with similar Means for cushioning and is equipped for Endlagenverriegelung, but provided is that the locking member through which in the itself to the working chamber subsequent Additional chamber prevailing pressure held in the release position becomes. In this way, although on ei ne external fluid feed to dispense with the control of the locking member. This Advantage, however, comes with the disadvantage that during the damping phase in the additional chamber prevailing pressure, especially at full attenuation intensity quickly drops and therefore the locking member may already be in the locked position switches before the drive unit in the to be blocked End position is located. Possible functional impairments or at least an elevated one Wear can be To be a follower.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einem fluidbetätigten Arbeitszylinder der eingangs genannten Art Maßnahmen vorzusehen, die mit geringem Aufwand eine zuverlässige Endlagendämpfung und Endlagenverriegelung ermöglichen.It is the object of the present invention in a fluid-actuated working cylinder of the type mentioned measures provide that with little effort a reliable cushioning and Enable end position locking.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs zitierten Merkmalen vorgesehen, dass die während der Dämpfungsphase zum Halten der Freigabestellung des Verriegelungsgliedes aufgebrachte Fluidkraft zumindest teilweise von aus der abströmseitigen Arbeitskammer abgezweigtem Fluid aufgebracht wird.to solution This object is in connection with the features cited above provided that during the the damping phase for holding the release position of the locking member applied Fluid force at least partially diverted from the downstream working chamber Fluid is applied.
Auf diese weise wird der sich während der Dämpfungsphase in der abströmseitigen Arbeitskammer aufbauende Gegendruck herangezogen, um das Verriegelungsglied in der Freigabestellung zu halten. Da der Fluiddruck in der abströmseitigen Arbeitskammer erst bei Erreichen der Endlage auf atmosphärischen Umgebungsdruck abfällt, ist sichergestellt, dass das Verriegelungsglied erst dann in die Verriegelungsstellung umschaltet, wenn die Antriebseinheit die zugeordnete Endlage tatsächlich erreicht hat. Somit ergibt sich eine hohe Betriebssicherheit, wobei die gewünschte Funktionalität der Endlagen-Verriegelungsmittel unabhängig von der eingestellten Dämpfungsintensität gegeben ist. Da der Freigabedruck systemintern abgegriffen wird, kann auf eine gesonderte Einspeisung und ein zusätzliches Steuerventil verzichtet werden.In this way, the build-up during the damping phase in the downstream working chamber counter-pressure is used to hold the locking member in the release position. Since the fluid pressure drops in the downstream working chamber only when reaching the end position to atmospheric pressure, it is ensured that the locking member only in the Locking position switches when the drive unit has actually reached the assigned end position. This results in a high level of operational safety, with the desired functionality of the end-position locking means being independent of the set attenuation intensity. Since the release pressure is tapped system-internally, can be dispensed with a separate feed and an additional control valve.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Die Dämpfungsmittel können so ausgeführt sein, dass bei nur einer oder bei beiden Hubrichtungen der Antriebseinheit eine Endlagendämpfung stattfindet. Ist bei beiden Hubrichtungen eine die Endlagendämpfung bewirkende Dämpfungsphase vorhanden, können sich auch die Maßnahmen für die Endlagen-Verriegelung auf beide Endlagen beziehen, wobei dann jeder Endlage mindestens ein Verriegelungsglied zum lösbaren Blockieren bzw. Verriegeln der Antriebseinheit zugeordnet ist.The damping means can be executed that in only one or both stroke directions of the drive unit an end position damping takes place. Is in both stroke directions a damping effect causing cushioning available can also the measures for the end position lock refer to both end positions, whereby then each end position at least a locking member for releasable Blocking or locking the drive unit is assigned.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Dämpfungsmittel so ausgebildet, dass sie bei der betreffenden Hubrichtung wirksam werden, wenn sich die Antriebseinheit bis zu einer Dämpfungs-Startposition an die zugeordnete Endlage angenähert hat. Bei dieser Dämpfungs-Startposition beginnt die zweckmäßigerweise bis zum Erreichen der Endlage wirksame Dämpfungsphase. Vor Erreichend er Dämpfungsphase kann das durch die Antriebseinheit verdrängte Fluid über eine sich an die abströmseitige Arbeitskammer anschließende Zusatzkammer mit großem Strömungsquerschnitt abströmen, sodass eine hohe Geschwindigkeit der Antriebseinheit gewährleistet ist. Während der Dämpfungsphase ist die Zusatzkammer durch die Antriebseinheit von der Arbeitskammer abgetrennt, sodass das weiterhin von der sich bewegenden Antriebseinheit aus der abströmseitigen Arbeitskammer verdrängte Fluid nurmehr gedrosselt über einen die Zusatzkammer umgehenden Bypasskanal abströmen kann. Die Strömungsrate des abströmenden Fluides ist mithin verringert, sodass sich ein den Geschwindigkeitsabbau der Antriebseinheit hervorrufender Gegendruck in der abströmseitigen Arbeitskammer aufbauen kann. Dieser Druck wird dem zugeordneten Verriegelungsglied zur Ansteuerung aufgeschaltet.at In a preferred embodiment, the damping means are designed such that that they take effect in the relevant stroke direction when the drive unit to a damping start position to the approximated assigned end position Has. At this damping start position begins which expediently effective damping phase until the end position is reached. Before reaching he damping phase For example, the fluid displaced by the drive unit can flow via a to the downstream side Working chamber subsequent Additional chamber with large Flow area flow out, so ensuring a high speed of the drive unit is. While the damping phase is the additional chamber through the drive unit from the working chamber disconnected, so that continues from the moving drive unit from the downstream side Work chamber displaced Fluid just throttled over a bypass channel bypassing the additional chamber can flow out. The flow rate of the outflowing Fluids are reduced, so speeding up the drive unit causing backpressure in the downstream side Working chamber can build. This pressure is assigned to the Locking element switched to control.
In den Verlauf des Bypasskanals ist zweckmäßigerweise eine Drosseleinrichtung eingeschaltet, die hinsichtlich der hervorgerufenen Drosselungsintensität einstellbar ist. Unter der oben erwähnten Abzweigung des zur Steuerung des Verriegelungsgliedes herangezogenen Fluides aus der abströmseitigen Arbeitskammer ist in diesem Falle auch ein Abzweigen aus dem der Drosseleinrichtung zur Arbeitskammer hin vorgeschalteten Abschnitt des Bypasskanals zu verstehen.In the course of the bypass channel is expediently a throttle device switched on, the adjustable in terms of the induced throttling intensity is. Under the above mentioned Branch of the used for controlling the locking member Fluids from the downstream working chamber is in this case, a branching from the throttle device to the working chamber upstream section of the bypass channel to understand.
Zum fluiddichten Absperren der Verbindung zwischen Arbeitskammer und Zusatzkammer kann im Übergangsbereich zwischen diesen beiden Kammern ein gehäusefester Dichtungsring koaxial zur Antriebseinheit angeordnet sein, in den die Antriebseinheit während der Dämpfungsphase mit einem kolbenartigen Verschlussglied unter Abdichtung eintaucht. Ein solches Verschlussglied wird üblicherweise als Dämpfungskolben bezeichnet. An derjenigen Seite der Antriebseinheit, auf der sich eine zu verriegelnde Endlage befindet, ist an der Antriebseinheit zweckmäßigerweise ein Gegen-Verriegelungsglied angeordnet, das in der zu verriegelnden Endlage in die zugeordnete Zusatzkammer eintaucht, sodass das Verriegelungsglied mit ihm in Verriegelungseingriff treten kann. Das Verriegelungsglied ist bevorzugt stößelartig ausgebildet, wobei das Gegenverriegelungsglied eine insbesondere als Ringnut ausgebildete Verriegelungsvertiefung aufweisen kann, in die das stößelartige Verriegelungsglied quer zur Hubrichtung in der Antriebseinheit eintauchen kann.To the fluid-tight shut off the connection between the working chamber and Additional chamber can in the transition area between these two chambers, a housing-sealed sealing ring coaxial be arranged to the drive unit, in which the drive unit while the damping phase with a piston-like closure member immersed under sealing. Such a closure member is usually used as a damping piston designated. On the side of the drive unit on which an end position to be locked is expediently on the drive unit a counter-locking member arranged in the to be locked End position immersed in the associated additional chamber, so that the locking member can interlock with him. The locking member is preferably tappet-like formed, wherein the counter-locking member is a particular can have as an annular groove formed locking recess, in the the plunger-like Submerge locking member transversely to the stroke direction in the drive unit can.
Das aus der abströmseitigen Arbeitskammer abgezweigte Fluid wird zweckmäßigerweise einer zu den Endlagen-Verriegelungsmitteln gehörenden Betätigungskammer zugeleitet, die von einer beweglichen Betätigungsfläche begrenzt ist, welche an dem Verriegelungsglied ausgebildet ist. Für die Zuleitung des Fluides zu der Betätigungskammer kann mindestens ein als Betätigungskanal bezeichneter Kanal vorhanden sein, der einenends in die Betätigungskammer und andernends in die Arbeitskammer mündet. Diese Kanalverbindung ist zweckmäßigerweise ständig offen und beinhaltet keinerlei Steuerelemente.The from the downstream side Working chamber branched fluid is expediently one of the end-position locking means belonging operating chamber fed, which is limited by a movable actuating surface, which on is formed of the locking member. For the supply of the fluid to the actuation chamber can at least one as actuation channel designated channel, the one end in the actuation chamber and at the other end into the working chamber. This channel connection is expediently always open and does not include any controls.
Damit in der Betätigungskammer ein stabiler Aufbau des gewünschten Freigabedruckes möglich ist, ist die Betätigungskammer zumindest während der Dämpfungsphase von der Zusatzkammer abgetrennt. Ist das Verriegelungsglied stößelartig ausgebildet und einen die Betätigungskammer mit der Zusatzkammer verbindenden Durchgang durchsetzend angeordnet, sieht man geeignete Abdichtmittel vor, die einen Fluidübertritt durch den Durchgang hindurch am Verriegelungsglied vorbei verhindern.In order to in the actuation chamber a stable structure of the desired Release pressure is possible is the actuation chamber at least during the damping phase separated from the additional chamber. Is the locking member plunger-like trained and a the actuation chamber arranged through passage connecting the auxiliary chamber, you can see suitable sealing means that passes a fluid prevent it from passing through the passageway past the locking member.
Die Betätigungsfläche ist insbesondere an einem als Betätigungskolben bezeichneten kolbenartigen Abschnitt des Verriegelungsgliedes ausgebildet, der zweckmäßigerweise gleichzeitig einen Kopfabschnitt des Verriegelungsgliedes darstellt.The Actuating surface is especially on one as an actuating piston designated piston-like portion of the locking member formed, the expediently simultaneously represents a head portion of the locking member.
Um ein möglichst leichtgängiges Umschalten des Verriegelungsgliedes zwischen seinen beiden Stellungen zu gewährleisten, ist der Betätigungskolben vorzugsweise dichtungslos in einer zugeordneten Kolbenaufnahme angeordnet, die er dabei in die Betätigungskammer und eine axial entgegengesetzte, ständig mit der Atmosphäre verbundene Außenkammer unterteilt. Die zwischen dem Betätigungskolben und der umfangsseitigen Wandung der Kolbenaufnahme auftretende Leckage ist dabei so gering, dass das Umschalten aus der Verriegelungsstellung in die Freigabestellung nicht beeinträchtigt wird. In der Freigabestellung wird durch Zusammenwirken des Betätigungskolbens mit einer gehäusefesten Dichtung erreicht, dass die Betätigungskammer von der Außenkammer abgeschottet ist und kein unerwünschter Druckabfall auftreten kann.In order to ensure the smoothest possible switching of the locking member between its two positions, the actuating piston is preferably sealless in a zugeordne th piston receiving arranged, which he divided it into the actuating chamber and an axially opposite, constantly connected to the atmosphere outer chamber. The occurring between the actuating piston and the peripheral wall of the piston receiving leakage is so low that the switching from the locked position is not affected in the release position. In the release position is achieved by cooperation of the actuating piston with a housing-tight seal that the actuation chamber is sealed off from the outer chamber and no unwanted pressure drop can occur.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:following The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In show this:
Der
in seiner Gesamtheit mit Bezugsziffer
Der
Arbeitszylinder
Der
Antriebskolben
Beim
Ausführungsbeispiel
verfügt
die Antriebseinheit
Der
entgegengesetzte, im Folgenden der besseren Unterscheidung wegen
als hinterer Zylinderdeckel bezeichnete andere Zylinderdeckel
Die
beiden Arbeitskammern
Diejenige Arbeitskammer, in die während der momentanen Betriebsphase Druckmedium eingespeist wird, sei im Folgenden als zuströmseitige Arbeitskammer bezeichnet. Diejenige Arbeitskammer, aus der während der momentanen Betriebsphase Druckmedium abgeführt wird, sei im Folgenden als abströmseitige Arbeitskammer bezeichnet.the one Working chamber in the during the current operating phase pressure medium is fed, is in Following as inflow side Working chamber called. The working chamber from which during the current operating phase pressure medium is discharged, is below as downstream Working chamber called.
Entsprechend
der durch die fluidische Ansteuerung erhaltenen Druckdifferenz zwischen
den beiden Arbeitskammern
Beim
Ausführungsbeispiel
sind die beiden Endlagen jeweils dadurch definiert, dass der Antriebskolben
Der
Arbeitszylinder
Im
Folgenden seien die für
das Abbremsen in der hinteren Endlage verantwortlichen Komponenten
der Dämpfungsmittel
Das
Funktionsprinzip der Dämpfungsmittel
An
die dem hinteren Zylinderdeckel
Im
Bereich der Mündung
Das
Halteelement
Der
für die
Ansteuerung der hinteren Arbeitskammer
Beispielsweise
enthält
die Drosseleinrichtung
Die
Antriebseinheit
Um
eine solche Linearbewegung – beim Ausführungsbeispiel
entspricht diese der Einfahrbewegung der Antriebseinheit
Das
kolbenartige Verschlussglied
Beginnend
an dieser Dämpfungs-Startposition
stellt der restliche Abschnitt der Linearbewegung der Antriebseinheit
Die
Abbremsintensität
kann durch Variation der Einstellung der Drosseleinrichtung
Vergleichbar
arbeitende Komponenten der Dämpfungsmittel
Der
Arbeitszylinder
Die
Endlagen-Verriegelungsmittel
Zweckmäßigerweise
ist das Verriegelungsglied
Die
Verriegelungsvertiefung
An
seinem dem Verriegelungsabschnitt
Bei
der Kolbenaufnahme
Über einen
das Verschlussglied
Im
Rahmen der Umschaltbewegung
Auf
diese Weise ist sichergestellt, dass die Antriebseinheit
Durch
Federmittel
Um
diese fluidische Ansteuerung zu realisieren, ist ein die hintere
Arbeitskammer
Über den
Betätigungskanal
Nachfolgend
sei wiederum unter Bezugnahme auf die
Bei
der aus
Mit
Beginn der Dämpfungsphase
jedoch tritt in der weiterhin entlüfteten Zusatzkammer
Hier
setzt nun der besondere Vorteil der Erfindung ein. Indem die Betätigungskammer
Erst
wenn die Endlage erreicht ist und sich auch in der abströmseitigen
Arbeitskammer der Druck abgebaut hat, fällt entsprechend der in der
Betätigungskammer
Der
Betätigungskanal
Der
Druckabgriff aus der abströmseitigen
Arbeitskammer könnte
jedoch ohne weiteres auch in dem zwischen der Arbeitskammer und
der Drosseleinrichtung
Das
Verriegelungsglied
Um
eine leichtgängige
Umschaltbewegung zu gewährleisten,
ist der Betätigungskolben
Diese
Maßnahmen
bestehen in einer ringförmigen
Dichtung
Die
beschriebenen Komponenten der Endlagen-Verriegelungsmittel
Abschließend sei
auch noch erwähnt,
dass der Arbeitszylinder zusätzlich
mit Sensormitteln zur Positionserfassung des Verriegelungsgliedes
Claims (14)
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