DE2836243A1 - Betaetigungs- und spannzylinder - Google Patents

Betaetigungs- und spannzylinder

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DE2836243A1 DE19782836243 DE2836243A DE2836243A1 DE 2836243 A1 DE2836243 A1 DE 2836243A1 DE 19782836243 DE19782836243 DE 19782836243 DE 2836243 A DE2836243 A DE 2836243A DE 2836243 A1 DE2836243 A1 DE 2836243A1
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    • B64C25/02—Undercarriages
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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Description

MESSIER-HISPANO-BUGATTI, 9212ο Montrouge, Frankreich
Betätigungs- und Spannzylinder
Die Erfindung betrifft einen Betätigungs- und Spannzylinder mit einer inneren Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung einer Kolbenstange in einem Zylinder, mit hydraulischer und mechanischer Steuerung zur Entriegelung unter Last und mit einer Hauptverriegelung, die den Hauptteil der Verriegelungskräfte aufnimmt und aus mehreren in Längsrichtung verlaufenden elastischen Hauptgreifern besteht, die an wenigstens einem Ende mit dem Boden des Zylinders verbunden sind, hinter einem von der Kolbenstange getragenen Absatz einrasten und in dieser Stellung von einem Hauptverriegelungskolben verriegelbar sind.
Es gibt bereits Zylinder dieser Art, die zur Betätigung und Verspannung von Organen verwendbar sind, die die Fahrwerke von Luftfahrzeugen ausrüsten, z.B. Türen für die Luken zur Unterbringung der Fahrwerke. Diese bekannten Zylinder haben den Nachteil, daß im Fall eines hydraulischen
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Ausfalls des Zylinders in der verriegelten Stellung, in der die Tür z.B. in Schließstellung blockiert ist, sich die hydraulischen inneren Kräfte des Zylinders zu den von der Tür aufgenommenen äußeren Kräften addieren und sich der öffnung der Tür durch eine mechanische Sicherheitsvorrichtung widersetzen, die diese Kräfte nicht überwinden kann.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Betätigungsund Spannzylinders, der mit der inneren Verriegelungsvorrichtung nach der Erfindung versehen ist und von einer eine geringe Steuerarbeit entwickelnden mechanischen Vorrichtung unter Last entriegelbar ist.
Das Durchführungsprinzip besteht bei der Erfindung in der Verwendung einer Verriegelungsvorrichtung mit zwei Stufen, von denen die erste durch eine Hauptverriegelung gebildet wird, die den größten Teil (etwa 90%) der Last aufnimmt und im Entriegelungssinn der Hauptverriegelung eine Bewegungskraft ausübt, die ihrerseits von einer Nebenverriegelung aufgenommen wird, die die zweite Stufe bildet und nur einen geringen Teil (etwa 10%) der von der Hauptverriegelung aufgenommenen Kraft aufnimmt, so daß die Entriegelungskraft der Nebenverriegelung sehr gering ist gegenüber derjenigen einer herkömmlichen Verriegelung in den bekannten Zylindern dieser Art.
Dies wird bei einem Betätigungs- und Spannzylinder der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Rücken des freien Endes der Hauptgreifer als geneigte Fläche ausgebildet ist und mit einer entsprechend geformten Anlagefläche am Hauptverriegelungskolben zusammenarbeitet, und daß die innere Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Hauptverriegelungskolbens eine Nebenverriegelung mit geringer Steuerkraft enthält, die entriegelbar ist, und zwar hydraulisch unter der Wirkung eines Drucks zur Betätigung
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der Kolbenstange im Zylinder oder mechanisch durch eine durch irgendwelche geeigneten Mittel verschobene Gegenstange, wobei der Entriegelung der Nebenverriegelung eine Entriegelung der Hauptverriegelung folgt, und zwar unterstützt durch die Belastung des Betätigungszylinders aufgrund der geneigten Fläche der Hauptgreifer.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Nebenverriegelung mehrere längsgerichtete elastische Nebengreifer aufweist, die hinter einem mit dem Zylinder verbundenen Absatz einrasten und in dieser Stellung von einem Nebenverriegelungskolben verriegelbar sind, der auf der Kolbenstange abgedichtet verschiebbar ist und elastisch zu den Nebengreifern gedrückt wird, die vom Ilauptverriegelungs*- kolben getragen werden, der elastisch zu den Hauptgreifern gedrückt wird, daß der Nebenverriegelungskolben in eine Entriegelungsstellung der Nebengreifer mitnehmbar ist, und zwar hydraulisch unter der Wirkung eines Drucks zur Betätigung der Kolbenstange oder mechanisch mittels eines mit der Gegenstange verbundenen Mitnahmeanschlags, der den Hauptverriegelungskolben mitnimmt, und daß der Nebenverriegelungskolben den Hauptverriegelungskolben, dessen Verschiebungen gegenüber dem Nebenverriegelungskolben durch Anschläge begrenzt werden, in die Entriegelungsstellung der Hauptgreifer mitnimmt, und zwar unterstützt durch die Belastung des Betätigungszylinders aufgrund der geneigten Fläche der Hauptgreifer.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Nebenverriegelung mit geringer Steuerkraft mehrere längsgerichtete elastische Nebengreifer aufweist, die hinter einem Nebenabsatz einrastbar und in dieser Stellung von einem Nebenverriegelungskolben verriegelbar sind, der elastisch zu den Nebengreifern gedrückt wird, daß der elastisch zu den Hauptgreifern gedrückte Haupt-
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Verriegelungskolben und der Nebenverriegelungskolben verschiebbar auf einem Kolben für die hydraulische Entriegelung gelagert sind und von diesem in die Entriegelungsstellung der Hauptgreifer bzw. der Nebengreifer mitnehmbar sind, und daß der Kolben für die hydraulische Entriegelung dichtend auf der Kolbenstange verschiebbar ist und mittels Anschlägen so mit der Gegenstange zusammenarbeitet, daß er verschiebbar ist, und zwar hydraulisch unter der Wirkung eines Betätigungsdrucks für die Kolbenstange oder mechanisch aufgrund der Mitnahme durch die Gegenstange, wobei der Hauptverriegelungskolben und der Nebenverriegelungskolben in die Entriegelungsstellung mitgenommen werden.
Diese letztere bevorzugte Ausführungsform soll gegenüber den genannten Vorteilen insbesondere noch die folgenden aufweisen:
- Die Wirkung der Federn am Hauptverriegelungskolben wird von der Wirkung der Federn am Nebenverriegelungskolben unabhängig gemacht und umgekehrt;
- Der Hauptverriegelungskolben und der Nebenverriegelungskolben werden vor der Wirkung vor Gegendrücken bewahrt, so daß eine überlastung der Greifer vermieden wird, insbesondere der elastischen Nebengreifer im Augenblick der Verriegelung;
- Die jeweiligen Verriegelungskolben beaufschlagen die beiden Greiferanordnungen (Haupt- und Nebengreifer) im gleichen Sinn nach vorn.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 bis 4 im halben Axialschnitt vier Ausführungsvarianten eines Betätigungs- und Spannzylinders nach der Erfindung, der in der Ausfahrstellung der Kolbenstange verriegelt ist, wobei die vierte Variante der verbesserten Aus-
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führungsform entspricht, die gegenüber den drei anderen Varianten die oben aufgeführten zusätzlichen Vorteile ergibt.
Gemäß Fig. 1 enthält der Betätigungs- und Spannzylinder nach der Erfindung einen Zylinder 1, der durch ein Verschlußelement 3 und Abstandsringe 4 und 5 mit einem Zylinderboden 2 verbunden ist. Der Abstandsring 5 hält auch einen Fuß 6 einer Anordnung von elastischen längsgerichteten Hauptgreifern 7 in Anlage an den Zylinderboden 2. Der Rücken des freien Endes der Hauptgreifer 7 ist als geneigte Fläche 8 ausgebildet, was dem Ende der Anordnung von Hauptgreifern eine kegelige Form gibt. Am Rücken und an der Basis der Hauptgreifer 7 befindet sich auch ein Absatz 9 oder Nebenabsatz 9.
Eine verschiebbar und dicht im Zylinder 1 angeordnete Kolbenstange 10 trägt einen Hauptabsatz 11, hinter dem die Hauptgreifer 7 in der Ausfahrstellung der Kolbenstange einrasten. Die Kolbenstange 10 trägt an ihrem im Zylinder 1 gelegenen Ende 12 auch ein Kolbenelement 13. Das Kolbenelement 13 und das Ende 12 sind verschiebbar und dichtend im Zylinder 1 bzw. an der Außenseite einer Gegenstange 15 gelagert und bilden somit einen Betätigungskolben 14 der Kolbenstange 10 im Zylinder lf wobei die Kolbenstange 10 durch Zufuhr von hydraulischem Druckmittel durch öffnungen 16 und 17 des Zylinders 1 in ihre Ausfahr- und Einfahrstellung gebracht wird.
Die geneigte Fläche 8 der Hauptgreifer 7 arbeitet mit einer geneigten Anlagefläche entsprechend der Form eines Hauptverriegelungskolbens 18 zusammen, der eine Anordnung von elastischen längsgerichteten Nebengreifern 19 trägt, die hinter dem Nebenabsatz 9 einrasten. Der Hauptverriegelungskolben 18 ist verschiebbar auf einem Nebenverriegelungskolben 20 zwischen zwei Anschlägen gelagert, von denen der eine durch den Körper des Nebenverriegelungskolbens 20 selbst und der andere durch einen Anschlag 21 gebildet wird. Der
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Nebenverriegelungskolben 20 trägt einen Kopf 22, der die Nebengreifer 19 hinter dem Nebenabsatz 9 verriegelt, und ist verschiebbar und dichtend auf der Außenseite der Kolbenstange 10 mittels zweier Abschnitte 23 und 24 mit unterschiedlichen Durchmessern gelagert, die in dichtender Berührung mit entsprechende Außendurchmesser aufweisenden Abschnitten der Kolbenstange 10 stehen oder hiervon getragen werden. Der Abschnitt 23 mit dem kleineren Innendurchmesser des Nebenverriegelungskolbens 20 ist zu den Hauptgreifern 7 gerichtet, gegen die der Hauptverriegelungskolben 18 durch eine erste Feder 25 gedrückt wird, die sich am Nebenverriegelungskolben 20 abstützt, der seinerseits von einer zweiten Feder 26, die sich am Betätigungskolben 14 der Kolbenstange 10 abstützt, zu den Nebengreifern 19 gedrückt wird.
Der Nebenverriegelungskolben 20 ist mit einem Stift 27 verbunden, der ein in der Kolbenstange 10 gebohrtes Langloch 28 radial durchquert und dessen Ende von einem Mitnahmeanschlag 29 am Ende der Gegenstange 15 mitgenommen wird. Die Gegenstange 15 kann durch irgendwelche geeigneten mechanischen Mittel, z.B. durch eine Zahnstange und ein angetriebenes Zahnrad, verschoben werden.
Da der Betätigungszylinder, wie dargestellt, in der ausgefahrenen Stellung der Kolbenstange verriegelt ist, entwickelt jede äußere Belastung, die bestrebt ist, die Kolbenstange 10 in den Zylinder 1 zurückzuführen, gegebenenfalls verstärkt durch eine innere Belastung hydraulischen Ursprungs, in Höhe der Hauptverriegelung, gebildet durch die Hauptgreifer 7, den Hauptabsatz 11 und den Hauptverriegelungskolben 18, eine Kraft, die bestrebt ist, die Hauptgreifer 7 zu entriegeln und eine Antriebskraft am Hauptverriegelungskolben 18 auszuüben. Diese Antriebskraft wird von der Nebenverriegelung aufgenommen, die gebildet ist durch die Nebengreifer 19, den Nebenabsatz 9 und den Kopf 22 des Nebenverriegelungskolbens 20, der nur
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einen geringen Teil der von der Hauptverriegelung aufgenommenen Kraft aufnimmt«
Zur hydraulischen Entriegelung dieser Vorrichtung genügt die Zufuhr von hydraulischem Druckmittel durch die öffnung 17. Durch eine Differenzkolbenwirkung an den Abschnitten 23 und 24 des Nebenverriegelungskolbens 20 wird dieser gegen die Feder 26 zum Betätigungskolben 14 verschoben. Der Kolben 22 verriegelt die Nebengreifer 19 nicht mehr, die freikommen können, wobei der Hauptverriegelungskolben 18 gegen die Feder in die Entriegelungsstellung der Hauptgreifer 7 verschoben wird, und zwar mit Unterstützung der Belastung des Betätigungszylinders, die bestrebt ist, die Kolbenstange zurückzuführen aufgrund der geneigten Fläche 8 des Rückens der Hauptgreifer 7, die sich wie selbst entriegelnde Greifer verhalten. Die Kolbenstange 10 kann dann wieder in den Zylinder eindringen.
Zur mechanischen Entriegelung der Vorrichtung bei wie vorher belastetem Betätigungszylinder genügt eine Verschiebung der Gegenstange 15, deren Anschlag 29 den Stift 27 und folglich den Nebenverriegelungskolben 20 gegen die Feder 26 mitnimmt, was die Nebengreifer 19 freigibt. Aufgrund der geneigten Fläche 8 der Hauptgreifer 7 unterstützt, wie oben ausgeführt, die Belastung des Betätigungszylinders die Entriegelung der Hauptgreifer 7 und die Gesamtentriegelung der Kolbenstange 10.
Im Fall einer Belastung mit der Größe Null oder einer geringen Belastung des Betätigungszylinders wird der Stift 27 durch den Anschlag 29 im Langloch 28 um eine erste Strecke verschoben, die der Entriegelung der Nebengreifer 19 entspricht, und danach um eine zweite Strecke verschoben, in deren Verlauf der Anschlag 21 des Nebenverriegelungskolbens 29 den Hauptverriegelungskolben 18 in die Entriegelungsstellung der Hauptgreifer 7 mitnimmt.
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Das Langloch 28 muß daher merklich größer als der Gesamthub des Nebenverriegelungskolbens sein.
Um von der Stellung mit eingefahrener Kolbenstange zur Stellung mit ausgefahrener Kolbenstange zu gelangen, genügt die Zufuhr von hydraulischem Druckmittel durch die öffnung 16 zur Verschiebung des Betätigungskolbens 14, wobei die Verriegelung automatisch erfolgt: Zu Beginn der Verriegelung unterbrechen die freien Enden der auf dem Hauptabsatz 11 angeordneten Ilauptgreifer 7 die Verschiebung des Hauptverringelungskolbens 18, wobei sich die freien Enden seiner Nebengreifer 19 auf dem Nebenabsatz 9 befinden. Hierdurch wird die Verschiebung des Nebenverriegelungskolbens 20 unterbrochen, und sind die beiden Federn 25 und 26 belastet.
Kommt die Kolbenstange 10 in der Ausfahrstellung zum Anschlag, so rasten die Hauptgreifer 7 hinter dem Hauptabsatz 11 ein, wobei die beiden Verriegelungskolben 18 und 20 durch die Federn 25 und 2G beaufschlagt werden, die geneigte Anlagefläche des Hauptverriegelungskolbens 18 die Hauptgreifer 7 verriegelt und gleichzeitig die Nebengreifer 19 hinter dem Nebenabsatz 9 einrasten, wonach der Nebenverriegelungskolben 20 durch seinen Kopf 20 die Nebengreifer 19 verriegelt.
Bei einer in Fig. 1 dargestellten Ausführungsvariante ist die zweite Feder 26 außerhalb der Kolbenstange 10 angeordnet und ist in Reihe mit der ersten Feder 25 angeordnet. Es kann aber auch ein in Reihe erfolgender Betrieb der Federn 25 und 26 dadurch erfolgen, daß die zweite Feder 26 innerhalb der Kolbenstange 10 angeordnet ist. Dies ist in Fig. 2 dargestellt entsprechend einer Ausführungsvariante, deren Betrieb dem bereits beschriebenen gleicht und deren entsprechende Konstruktionselemente mit denselben um 100 vermehrten Bezugszeichen bezeichnet und daher nicht mehr im einzelnen beschrieben sind. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich
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merklich von der ersten nur dadurch, daß die zweite Feder 126 innerhalb der Kolbenstange 110 angeordnet ist und sich an einem inneren Anschlag 130 der Kolbenstange und an einem Anschlag 131 abstützt, der mit dem innerhalb der Kolbenstange HO gelegenen Teil des Stifts 127 verbunden ist, wobei der Anschlag 131 vom Anschlag 129 der Gegenstange 115 mitgenommen werden kann.
Aus Gründen der Kompaktheit kann es von Interesse sein, die beiden Federn parallel anzuordnen wie in Fig. 3, die eine dritte Ausführungsvariante darstellt mit gleichem Betrieb wie bei den beiden ersteren Varianten und mit einer Konstruktion, deren den Elementen der ersten Variante entsprechende Elemente mit demselben um 200 vermehrten Bezugszeichen bezeichnet und im einzelnen nicht mehr beschrieben sind«
Bei dieser Ausführungsvariante besteht der Hauptverriegelungskolberi 218 aus einem Schuh 232, der auf der Außenseite der Kolbenstange 21O geführt ist und durch den der Hauptverriegelungskolben 218 zu den Hauptgreifern 207 mittels einer ersten Feder 225 gedrückt wird. Diese Feder stützt sich am Betätigungskolben 214 ab, der mit dem im Zylinder 201 gelegenen Ende der Kolbenstange 210 verbunden ist. Der Schuh 232"3.st~mit einem Element 233 verbunden, das in der Kolbenstange 210 angeordnet ist und Nebengreifer 219 trägt, die mit dem Nebenabsatz 2O9 zusammenarbeiten. Der Nebenabsatz 209 wird auf der Außenseite einer Innenhülse 234 getragen, die mit dem Zylinder 201 verbunden ist, koaxial in der Kolbenstange 210 angeordnet ist und die Gegenstange 215 umgibt. Diese Verbindung des Schuhs 232 mit dem Element 233 erfolgt mittels eines Stifts 227, der das in der Kolbenstange ausgebildete Langloch 228 und gleichzeitig ein im Nebenverriegelungskolben 222 ausgebildetes Langloch 235 radial durchquert. Der Nebenverriegelungskolben 220 ist abgedichtet und verschiebbar in einem mit der Kolbenstange 210 verbundenen Element 238 durch einen Abschnitt 236
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und auf der Außenseite der Innenhülse 234 durch einen Abschnitt 237 gelagert und wird von der zweiten Feder 226 zu den Nebengreifern 219 gedrückt. Die zweite Feder 226 stützt sich auf dem Element 238 ab und kann vom Anschlag 229 der Gegenstange 215 unmittelbar mitgenommen werden.
Gemäß Fig. 4 enthält der Betätigungszylinder einen Zylinder 301, dessen Ende in einen Zylinderboden 302 eingesetzt ist, in dem die Kolbenstange 310 des Betätigungszylinders axial verschiebbar gelagert ist. Die durch den Zylinder 301 und den Zylinderboden 302 gebildete Anordnung ist durch ein Verschlußelement 303, einen Abstandsring 304 und eine Anordnung mit einem Abstandsring 306 verbunden, auf der ein Abstandsring 305 anliegt, der am Ende des Zylinders 301 anliegt.
Der Abstandsring 306 enthält einstückig hiermit verbunden eine Anordnung von elastischen Hauptgreifern 307, die sich axial innerhalb des Zylinders 301 erstrecken und deren Rücken des freien Endes als geneigte Fläche 308 ausgebildet ist, was eine kegelstumpfförmige Form am Ende der Anordnung der Hauptgreifer 307 ergibt.
Die Hauptgreifer 307 rasten an einem an der Kolbenstange ausgebildeten Hauptabsatz 311 ein, wenn sich der Betätigungszylinder in der Stellung mit ausgefahrener Kolbenstange befindet.
Die Kolbenstange 310 trägt an ihrem im Zylinder 301 gelegenen Ende 312 ein Kolbenelement 313, das im Zylinder 301 abgedichtet verschiebbar und am Ende 312 befestigt ist. Die Kolbenstange 310 ist auf einer zentralen koaxialen Gegenstange verschiebbar gelagert, die z.B. durch eine Zahnstange oder einen Hebel mechanisch betätigt wird. So bilden das Kolbenelement 313 und das Ende 312 den Betätigungskolben 314 der Kolbenstange 310, wodurch es möglich ist, die Kolbenstange
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in die zurückgezogene Stellung und in die ausgefahrene Stellung zu führen durch Anwendung von hydraulischem Druck in der hinteren Kammer (Seite des Zylinderbodens 302), was im einzelnen noch beschrieben wird, und in der vorderen Kammer des Betätigungszylinders, die durch das Kolbenelement 313, den nicht dargestellten hinteren Teil des Zylinders 301 und den Boden der Kolbenstange 310 begrenzt ist.
Die Gegenstange ist ohne Dichtung in der Kolbenstange 310 durch Führungsschuhe 341' gelagert, die von einem Element 329 getragen werden, das mit der Gegenstange 315 verbunden ist und dessen Ende 343 mit Verbindungsbohrungen 342 durchbohrt ist, während das andere Ende 344 als Mitnahmeanschlag für einen Mitnehmer 327 dient, was noch erläutert wird.
Die geneigte Fläche 308 der Hauptgreifer 307 arbeitet mit einer geneigten Anlagefläche entsprechend der Form eines Hauptverriegelungskolbens 318 zusammen, der in Verriegelungsrichtung von einer Druckfeder 325 beaufschlagt wird, die sich am Kolbenelement 313 abstützt.
Der Hauptverriegelungskolben 318 weist an seinem der geneigten' Anlagefläche gegenüberliegenden Rücken einen Nebenabsatz 309 auf, hinter dem in Ausfahrstellung der Kolbenstange des Betätigungszylinders eine Anordnung von elastischen Nebengreifern 319 einrastet, die mit dem Abstandsring 305 einstückig verbunden sind.
Die elastischen Nebengreifer 319 werden ihrerseits in der Ausfahrstellung der Kolbenstange des Betätigungszylinders verriegelt mittels eines Kopfs 322 eines Nebenverriegelungskolbens 320, der von einer sich am Kolbenelement 313 abstützenden Druckfeder 326 elastisch zu den Nebengreifern 319 gedrückt wird.
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Der zu den Hauptgreifern 307 gedrückte Hauptverriegelungskolben 318 ist auf einem Kolben 340 für die hydraulische Entriegelung verschiebbar gelagert. Der Nebenverriegelungskolben 320, der den Hauptverriegelungskolben 318 teilweise umgibt, ist seinerseits im Zylinder 301 verschiebbar gelagert.
Der Kolben 340 für die hydraulische Entriegelung enthält zwei Anschläge 340' und 340" zur Mitnahme der Kolben 318 bzw. 320 in die Entriegelungsstellung.
Hierzu enthält der Hauptverriegelungskolben 318 in seinem am Kolben 340 gleitenden Teil axiale Längsausnehmungen, durch den Ansätze 341 hindurchtreten, die mit dem Nebenverriegelungskolben 320 einstückig verbunden sind und durch die der letztere durch den Anschlag 340" des Kolbens 340 mitgenommen werden kann.
Der Kolben 340 für die hydraulische Entriegelung ist mittels Dichtflächen an seinem vorderen Teil auf der Kolbenstange 310 und an seinem hinteren Teil in einer Innenbohrung des Kolbenelements 313 verschiebbar gelagert. Der Kolben 340 enthält wenigstens zwei Mitnehmer 327, die durch eine Längsausnehmung hindurchtreten, die im innerhalb des Zylinders 301 der Kolbenstange 310 gelegenen Ende 312 ausgebildet sind. Diese Mitnehmer 327 gelangen in der Ausfahrstellung der Kolbenstange in Endanlage an das Ende der Ausnehmung 328 und liegen an einem mit der Gegenstange 315 verbundenen Mitnahmeanschlag 344 an.
Der Kolben 340 für die hydraulische Entriegelung enthält zwei stirnseitige Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessernp nämlich .einen Abschnitt 323 mit kleinem Innendurchmesser, der zu den Hauptgreifern gerichtet ist, und einen Abschnitt 324 mit größerem Innendurchmesser, der zum Kolbenelement 313 gerichtet ist.
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Die vordere Kammer des Betätigungszylinders ist somit begrenzt einerseits durch die Anordnung auf dem Zylinder und dem feststehenden Zylinderboden 302, andererseits durch die Kolbenstange 310 und das axial gegenüber der genannten Anordnung bewegliche Kolbenelement 313 und überdies durch den Kolben 340 für die hydraulische Entriegelung, der seinerseits gegenüber der Kolbenstange 310 des Kolbenelements beweglich ist.
Die vordere Kammer wird mit hydraulischem Druckmittel gespeist einerseits über eine erste Speiseöffnung 317 und andererseits über eine zweite Speiseöffnung 317', die in der Ausfahrstellung der Kolbenstange durch eine Verlängerung des Verriegelungskopfs 322 des als Verschlußglied dienenden Nebenverriegelungskolbens verschlossen ist.
Der Betrieb des Betätigungszylinders erfolgt in folgender Weise:
Im Augenblick der Verriegelung unterbrechen die auf dem Hauptabsatz 311 angeordneten Hauptgreifer 307 die Vorwärtsbewegung des Hauptverriegelungskolbens 318, der die Feder 325 zusammendrückt. Die auf dem Nebenabsatz 309 angeordneten Nebengreifer 319 unterbrechen ihrerseits die Vorwärtsbewegung des Nebenverriegelungskolbens 320, der die Feder 326 zusammendrückt.
Dadurch, daß der Hauptverriegelungskolben 318 und der Nebenverriegelungskolben 320 verschiebbar auf dem Kolben 340 für die hydraulische Entriegelung gelagert sind, kann letzterer durch Gegendrücke nach links verschoben werden, ohne den Hauptverriegelungskolben 318 und den Nebenverriegelungskolben 320 mitzunehmen, folglich ohne die Greifer, insbesondere die elastischen Nebengreifer 319, zu überlasten.
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Dadurch, daß die Verriegelung auf diese Weise dem Einfluß von eventuellen Gegendrücken ausgesetzt ist, ist die Verriegelung weicher.
Die Speiseöffnung 317' ist am Hubende durch die Verlängerung des Verriegelungskopfs 320 geschlossen, wobei das hydraulische Druckmittel mit vermindertem Durchsatz aus dem Zylinder getrieben wird,was am Ende des Ausfahrhubs der Kolbenstange 310 eine hydraulische Bremsung bewirkt.
Sobald die Hauptgreifer 307 sich hinter dem Hauptabsatz 311 plazieren, drückt die Feder 325 den Hauptverriegelungskolben in die Verriegelungsstellung der Hauptgreifer 3O7.
Die Nebengreifer 319 plazieren sich dann hinter dem vom flauptverriegelungskolben 318 getragenen Nebenabsatz 309, wobei die Feder 326 den NebenVerriegelungskolben 320 in die Verriegelungsstellung der Nebengreifer 319 drückt.
Die Verriegelung des Betätigungszylinders ist dann ausgeführt.
Zur Ausführung der hydraulischen Entriegelung wird der vorderen Kammer lediglich durch die Speiseöffnung 317 hydraulisches Druckmittel zugeführt, da die Speiseöffnung 317' verschlossen
Durch Differenzkolbenwirkung zwischen den Abschnitten 323 und 324 des Kolbens für die hydraulische Entriegelung wird dieser nach rechts gedrückt und nimmt gegen die Gegenwirkung der Feder 326 den Nebenverriegelungskolben 320 durch den Ansatz 341 und den Endanschlag 340" mit. Diese Wirkung bedingt die Entriegelung der Nebengreifer 319. Danach wird die Entriegelung der Hauptgreifer erhalten:
- entweder durch den Anschlag 340', der gegen die Gegenwirkung
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der Feder 325 auf den Hauptverriegelungskolben 318 für den Fall wirkt, daß die auf den Betätigungszylinder wirkende Belastung gleich Null oder gering ist,
- oder unter der Wirkung dieser in Einfahrrichtung der Kolbenstange wirkenden Belastung aufgrund der kegelstumpfförmigen Form der Fläche 308. Die entriegelte Kolbenstange 310 kann dann in den Zylinder 301 zurückkehren zur Einnahme der Stellung für die eingefahrene Kolbenstange. Sobald die Speiseöffnung 317' durch den Rücklauf der Verlängerung des Kopfs 322 des Nebenverriegelungskolbens freigegeben ist, ist der Durchsatz an hydraulischem Druckmittel erhöht und ist die Rückzugbewegung der Kolbenstange 310 beschleunigt.
Die mechanische Entriegelung des Betätigungszylinders erfolgt durch. Ziehen an der Gegenstange 315 nach rechts beispielsweise mittels eines Systems mit einer Zahnstange. Der Anschlag 344-der Gegenstange 315 nimmt dann den Ansatz 327 des Kolbens für die hydraulische Entriegelung mit, wobei die Entriegelungsfolge in identischer Weise wie vorher beschrieben abläuft.
Ein wichtiger Vorteil des beschriebenen Betätigungszylinders ergibt sich aus seiner Konstruktion, die sich durch den Einbau zweier paralleler Stufen von Greifern 307 und 319, von Verriegelungskolben 318 und 320 und von Federn 325 und 326 auszeichnet.
Die Federn 325 und 326 stützen sich an einer Seite am Kolbenelement 313 und an der anderen Seite an den entsprechenden Kolben 318 und 320 ab.
Sie haben folglich ein voneinander unabhängiges Verhalten, so daß bei Bruch einer Feder dies keine Entriegelungsneigung der entsprechenden Greifer der anderen Feder bedingt.
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Die Erfindung ist nicht auf Betätigungszylinder mit einer Verriegelungsvorrichtung in der Ausfahrstellung der Kolbenstange beschränkt, sondern erstreckt sich auch auf Ausführungsformen mit einer Verriegelungsvorrichtung in der Einfahrstellung oder in den beiden Stellungen der Kolbenstange, wie es Anwendung findet bei der Betätigung von Fahrwerken und den hiermit verbundenen Elementen.
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Claims (1)

  1. PatentanwilM
    DIPL-ING. R. BEETZ SEN. = DIPL-ING. K. UMPRECHT ■ DR.-ING. R. BEETZ JR. RECHTSANWALT DIPL-PHYS. DR. JUR. U. HEIDRICH
    DR.-IN6. W. TIMPE - DlPL-ING. J. SIEGFRIED
    BUX1-POZ. DIPL-CHEM. DR. RER. NAT. W. SCHMITT-FUMIAN
    SUintdorfstnBe .10 s D-8000 München 22
    oll6-28.665P(28.666H) 18, Aug. 1978
    Ansprüche
    Betätigungs- und Spannzylinder
    mit einer inneren Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung einer Kolbenstange in einem Zylinder,
    mit hydraulischer und mechanischer Steuerung zur Entriegelung unter Last und
    mit einer Hauptverriegelung, die den Hauptteil der Verriegelungskräfte aufnimmt und aus mehreren in Längsrichtung verlaufenden elastischen Hauptgreifern besteht, die an wenigstens einem Ende mit dem Boden des Zylinders verbunden sind, hinter einem von der Kolbenstange getragenen Absatz einrasten und in dieser Stellung von einem Hauptverriegelungskolben verriegelbar sind, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Rücken des freien Endes der Hauptgreifer (7) als geneigte Fläche (8) ausgebildet ist und mit einer ent-
    O116-(2724O>
    «1564) 909811/0716
    sprechend geformten Anlagefläche am Hauptverriegelungskolben (18) Zusammenarbeit,
    und daß die innere Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung des Hauptverriegelungskolbens (18) eine Nebenverriegelung (9, 19, 22) mit geringer Steuerkraft enthält, die entriegelbar ist, und zwar hydraulisch unter der Wirkung eines Drucks zur Betätigung der Kolbenstange (10) im Zylinder (1) oder mechanisch durch eine durch irgendwelche geeigneten Mittel verschobene Gegenstange (15),
    wobei der Entriegelung der Nebenverriegelung (9, 19, 22) eine Entriegelung der Hauptverriegelung (7, 11, 18) folgt, und zwar unterstützt durch die Belastung des Betätigungszylinders aufgrund der geneigten Fläche (8) der Hauptgreifer (7) (Fig. 1).
    2. Betätigungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nebenverriegelung (19, 22) mehrere längsgerichtete elastische Nebengreifer (19) aufw.eist, die hinter einem mit dem Zylinder (1) verbundenen Absatz (9) einrasten und in dieser Stellung von einem Nebenverriegelungskolben (20) verriegelbar sind, der auf der Kolbenstange (10) abgedichtet verschiebbar ist und elastisch zu den Nebengreifern (19) gedrückt wird, die vom Hauptverriegelungskolben (18) getragen werden, der elastisch zu den Hauptgreifern (7) gedrückt wird,
    daß der Nebenverriegelungskolben (20) in eine Entriegelungsstellung der Nebengreifer (19) mitnehmbar ist, und zwar hydraulisch unter der Wirkung eines Drucks zur Betätigung der Kolbenstange (10) oder mechanisch mittels eines mit der Gegenstange (15) verbundenen Mitnahmeanschlags (29), der den Hauptverriegelungskolben (18) mitnimmt , und
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    daß der Nebenverriegelungskolben (20) den Hauptverriegelungskolben (18), dessen Verschiebungen gegenüber dem Nebenverriegelungskolben (20) durch Anschläge begrenzt werden, in die Entriegelungsstellung der Hauptgreifer (7) mitnimmt, und zwar unterstützt durch die Belastung des Betätigungszylinders aufgrund der geneigten Fläche (8) der Hauptgreifer (7) (Fig. 1).
    3. Betätigungszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Nebenabsatz (9) von den Hauptgreifern (7) getragen wird,
    daß der verschiebbar zwischen zwei Anschlägen auf dem Nebenverriegelungskolben (20) gelagerte Hauptverriegelungskolben (18) elastisch von einer ersten Feder (25) zu den Hauptgreifern (7) gedrückt wird,
    daß sich die erste Feder (25) am Nebenverrlegelungskolben (20) abstützt, der an der Außenseite der Kolbenstange (10) verschiebbar gelagert ist, und zwar mittels zweier Abschnitte (23, 24) mit unterschiedlichen Innendurchmessern, die in dichtender Berührung mit Abschnitten der Kolbenstange (10) mit entsprechenden Außendurchmessern stehen,
    daß der Abschnitt (23) mit dem kleineren Innendurchmesser des Nebenverriegelungskolbens (20) zu den Hauptgreifern (7) gerichtet ist und der Nebenverriegelungskolben (20) von einer zweiten Feder (26) elastisch zu den Nebengreifern (19) gedrückt wird, und
    daß die zweite Feder (26) sich auf der Kolbenstange (10) abstützt, deren im Zylinder (1) gelegenes Ende mit einem Betätigungskolben (14) verbunden ist, der dichtend innerhalb des Zylinders (1) und außerhalb der Gegenstange (15) verschiebbar ist, die koaxial zur Kolbenstange (10) angeordnet ist und deren Mitnahmeanschlag (29) den Neben-
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    Verriegelungskolben (20) mittels eines Stifts (27) mitnehmen kann, der ein Langloch (28) in der Kolbenstange (10) radial durchquert und dessen Länge etwas größer als der Hub des Nebenverriegelungskolbens (20) ist, mit dem der Stift (27) verbunden ist (Fig. 1).
    4. Betätigungszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite Feder (26) außerhalb der Kolbenstange (10) angeordnet ist und sich am mit der Kolbenstange (10) verbundenen Betätigungskolben (14) abstützt (Fig. 1).
    5. Betätigungszylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
    daß die zweite Feder (126) innerhalb der Kolbenstange (110) angeordnet ist und sich an einem innerhalb der Kolbenstange (110) angeordneten Anschlag (130) und an einem Anschlag (131) abstützt, der mit dem innerhalb der Kolbenstange (110) gelegenen Teil des Stifts (127) verbunden ist und vom Mitnahmeanschlag (129) der Gegenstange (115) mitnehmbar ist (Fig. 2).
    6. Betätigungszylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Hauptverriegelungskolben (218) durch einen Schuh (232) gebildet ist, der auf der Außenseite der Kolbenstange (210) geführt und durch den der Hauptverriegelungskolben (218) mittels einer ersten Feder (225) elastisch zu den Hauptgreifern (207) gedrückt wird, wobei sich die erste Feder (225) an einem Betätigungskolben (214) abstützt, der mit dem innerhalb des Zylinders (201) gelegenen Ende der Kolbenstange (210) verbunden ist,
    daß der Schuh (232) mit einem Element (233) verbunden ist, das innerhalb der Kolbenstange (210) gelegen ist und die mit dem Nebenabsatz (209) zusammenarbeitenden Neben-
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    greifer (219) trägt,
    daß der Nebenabsatz (209) auf der Außenseite einer mit dem Zylinder (1) verbundenen inneren Hülse (234) getragen ist, die koaxial in der Kolbenstange (210) angeordnet ist und die Gegenstange (215) umgibt,
    daß die Verbindung des Schuhs (232) mit dem Element (233) durch einen Stift (227) erfolgt, der ein in der Kolbenstange (210) ausgebildetes Langloch (228) und gleichzeitig ein im Nebenverriegelungskolben (220) ausgebildetes Langloch (235) radial durchquert,
    daß der NebenVerriegelungskolben (220) innerhalb der Kolbenstange <210) und außerhalb der inneren Hülse (234) dicht verschiebbar ist und von einer zweiten Feder (226) elastisch zu den Nebengreifern (219) gedrückt v/ird, und
    daß sich die zweite Feder (226) an der Kolbenstange (210) abstützt und vom von der Gegenstange (215) getragenen Mitnahmeanschlag (229) unmittelbar mitnehmbar ist (Fig. 3).
    Betätigungszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nebenverriegelung (319, 322) mit geringer Steuerkraft mehrere längsgerichtete elastische Nebengreifer (319) aufweist, die hinter einem Nebenabsatz (322) einrastbar und in dieser Stellung von einem Nebenverriegelungskolben (32O) verriegelbar sind, der elastisch zu den Nebengreifern (319) gedrückt wird,
    daß der elastisch zu den Hauptgreifern (307)gedrückte Hauptverriegelungskolben (318) und der Nebenverriegelungskolben (320) verschiebbar auf einem Kolben (340) für die hydraulische Entriegelung gelagert sind und von diesem in die Entriegelungsstellung der Hauptgreifer (307) bzw. der Nebengreifer (319) mitnehmbar sind, und
    daß der Kolben (340) für die hydraulische Entriegelung dichtend auf der Kolbenstange (310) verschiebbar ist und mittels Anschlägen (327, 344) so mit der Gegenstange (315) zusammenarbeitet, daß er verschiebbar ist,
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    -G-
    und zwar hydraulisch unter der Wirkung eines Betätigungsdrucks für die Kolbenstange (310) oder mechanisch aufgrund der Mitnahme durch die Gegenstange (315), wobei der Hauptverriegelungskolben (318) und der Nebenverriegelungskolben (3 20) in die L'ntriegelungsstellung mitgenommen werden (Fig. 4).
    8. Betätigungszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Nebengreifer (319) mit dem Boden des Zylinders (301) verbunden sind, der an seinem Ende die Hauptgreifer (307) trägt, und
    daß der Neberiabsatz (309) vom Hauptverriegelungskolben (318) getragen wird, so daß die zueinander parallelen Haupt- und Nebengreifer (307; 319) in derselben Richtung angeordnet sind und betätigt werden (Fig. 4).
    9. Betätigungszylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Hauptverriegelungskolben (318) und der Nebenverriegelungskolben (320) von einer ersten (325) bzw. einer zweiten (326) Feder elastisch zu den Hauptgreifern (307) bzw. den Nebengreifern (319) gedrückt werden,
    wobei sich die erste (325) und die zweite (326) Feder an einem Betätigungskolben (314) abstützten, der mit dem im Zylinder (301) gelegenen Ende der Kolbenstange (310) verbunden ist (Fig . 4).
    10. Betätigungszylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hauptgreifer (7), der Hauptverriegelungskolben (318) und die erste Feder (325) jeweils von den Nebengreifern (319), dem Nebenverriegelungskolben (320) und der zweiten Feder (326) umschlossen sind (Fig. 4).
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    11. Betätigungszylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Kolben (340) für die hydraulische Entriegelung außen auf der Kolbenstange (310) verschiebbar gelagert ist durch zwei Abschnitte (322, 324) mit verschiedenen Innendurchmessern, die in dichtender Berührung stehen mit Abschnitten der Kolbenstange (310) oder mit von dieser getragenen Abschnitten mit entsprechenden Außendurchmessern,
    wobei der innerhalb des Nebenverriegelungskolbens (318) gelegene Abschnitt (323) mit dem kleineren Durchmesser zu den Hauptgreifern (307) gerichtet ist, und
    daß der Kolben (340) für die hydraulische Entriegelung mit einem einstückig hiermit verbundenen Mitnehmer (327) aus demselben Material verbunden ist, der ein in der Kolbenstange (310) ausgebildetes Langloch (328) radial durchquert, bis er die Bahn eines Mitnahmeanschlags (344) kreuzt, der mit der koaxial in der Kolbenstange (310) angeordneten Gegenstange (315) verbunden ist (Fig. 4).
    12. Betätigungszylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Nebenverriegelungskolben (320) mit einem Mitnehmer (341) versehen ist, der eine im Hauptverriegelungskolben (318) ausgebildete Längsöffnung radial durchquert, dessen Ende in einer am Kolben (340) ausgebildete Gleitführung aufgenommen ist und der von einem vom Kolben (340) getragenen Anschlag (340") mitnehmbar ist (Fig. 4).
    13. Betätigungszylinder nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verschiebungen des Kolbens (340) für die hydraulische Entriegelung begrenzt werden auf der einen Seite vom mit der Kolbenstange (310) verbundenen Betätigungskolben (314) und auf der anderen Seite vom von der Kolbenstange (310) getragenen Hauptabsatz (311) (Fig. 4).
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    14. Betätigungszylinder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zylinder (301) von zwei Speiseöffnungen (317, 317") durchquert ist für die Ausübung des Entriegelungsdrucks und des Betätigungsdrucks,
    wobei die eine Speiseöffnung (317') vom Nebenverriegelungskolben (320) verschließbar ist zur Erzeugung einer hydraulischen Bremsung am Hubende bei der hydraulischen Verriegelung und am Ilubbeginn bei der hydraulischen Entriegelung (Fig. 4).
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