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Druckgasbetätigbar er Doppel-Hubzylinder für insbesondere
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Lichtkuppeln Die Erfindung bezieht sich auf eine druckgasbetätigbaren
Doppelhub-Zylinder zum Betätigen von Fenster-, Türo.dgl. -flügeln, insbesondere
Lichtkuppeln, mit einem in einem mit Druckgasanschlüssen versehenen Zylindergehäuse
verschieblich geführten, beidseitig beaufschlagbaren Arbeitskolben und einer damit
fest verbundenen, einendig aus dem Zylindergehäuse herausgeführten Kolbenstange,
die über je eine an ihrem inneren Ende und ihrem in Bezug auf den Arbeitskolben
gegenüberliegenden Stangenteil angeordnete Verriegelungsnut sowie damit zusammenwirkende,
jeweils an den Enden des Zylindergehäuses angeordnete, durch Druckgasbeaufschlagung
lösbare Verriegelungseinrichtungen sowohl in
ihrer eingefahren-en
als auch weitest ausgefahrenen Stellung mechanisch verriegelbar sowie durch Druckgasbeaufschlagung
ausrückbare Anschlagmittel auch in einer mittleren, der normalen Lüftungsstellung
entsprechenden Ausfahrstellung zu halten ist.
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Bei einem bekannten Doppelhub-Zylinder obiger Art ist der Arbeitskolben
in großerem Abstand, nämlich um ein dem normalen Lüftungshub- entsprechendes Maß,
vom inneren Kolbenstangenende angeordnet, wobei zwischen beiden eine auf der Kolbenstange
gleitbare Anschlagbüchse vorhanden ist, die bei dem durch entsprechende Luftdruckbeaufschlagung
des Arbeitskolbens bewirkten Ausfahren der Kolbenstange gegen einen an entsprechender
Stelle im Zylindergehäuse radial verstellbaren Anschlagstift stößt und dadurch den
Lüftungshub der Kolbenstange begrenzt. Um die Kolbenstange in dieser teilweise ausgefahren
Lüftungsstellung zu halten, muß der Arbeitskolben druckluftbeaufschlagt bleiben.
Dadurch werden die Kolbenstange und damit auch der Fensterflügel in dieser Lüftungsstellung
nicht sicher arretiert bzw. verriegelt. Um die Kolbenstange in ihre weitest ausgefahrene,
den Fensterflügel für Rauchgasabzug o.dgl.
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voll öffnende Ausfahrstellung zu bringen, wird der vorerwähnte Anschlagstift
durch Hochdruckgas-, z.B. C02-Beaufschlagung 2 radial nach außen bewegt, so daß
dann die auf der Kolbenstange vorhandene Anschlagbüchse daran vorbeifahren kann.
Die vorbeschriebene Anordnung des Arbeitskolbens in größerem Abstand vom inneren
Kolbenstangenende und die dazwischen gelegenen ausrückbaren Anschlagmittel für die
Lüftungshubbegrenzung
erfordern eine aufwendige Bauart und bedingen
vor allem eine vergleichsweise große Baulänge des Zylindergehäuses, da davon etwa
nur zwei Drittel seiner Gesamtlänge für den maximalen Verstellhub des Arbeitskolbens
zur Verfügung steht.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen druckgasbetätigbaren
Doppelhub-Zylinder der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, der von einfacher
Bauart und wesentlich kürzerer Baulange ist, sowie darüber hinaus die Kolbenstange
auch in ihrer mittleren Ausfahrstellung, also in der Lüftungsstellung, einwandfrei
zu arretieren erlaubt, zumal ohne fortdauernde Druckgasbaufschlagung des Arbeitskolbens.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Arbeitskolben am inneren
Ende der Kolbenstange nahe ihrer hier vorhandenen Verriegelungsnut angeordnet und
am gegenüberliegenden, noch außerhalb der anderen Verriegelungsnut gelegenen Kolbenstangenteil
eine dritte Verriegelungsnut vorgesehen ist, die mit der am kolbenstangenseitigen
Austrittsende des Zylindergehäuses vorhandenen, zugleich das ausrückbare Anschlagmittel
bildenden Verriegelungseinrichtung in der mittleren Lüftungsstellung der Kolbenstange
in letztere verriegelnden Eingriff zu bringen ist. Auf diese Weise wird bei vergleichbar
großem maximalem Ausfahrhub der Kolbenstange eine wesentliche Verkürzung der Zylinder-Baulänge
erreicht, weil diese nunmehr praktisch für den gesamten Verstellhub des Arbitskolbens
zur Verfügung steht. Darüber hinaus entfallen die sonst erforderlichen besonderen
Anschlagmittel
für die Lüftungsstellung der Kolbenstange, da letztere
in der Lüftungsstellung durch die ohnehin am kolbenstangenseitigen Ende des Zylindergehäuses
vorhandene Verriegelungseinrichtung arretiert wird, wobei die Kolbenstange nicht
nur in bloßer Anschlagstellung, sondern in mechanisch einwandfrei verriegelter Stellung
gehalten wird. Dadurch wird also auch der Fensterflügel bzw. die Lichtkuppel in
dieser Lüftungsstellung sicher gehalten, wobei noch als weiterer Vorteil hinzukommt,
daß die dafür sonst notwendige Druckluftbeaufschlagung des Arbeitskolbens nicht
notwendig ist, der Doppelhub-Zylinder also dafür nicht druckluftversorgt zu sein
braucht.
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Die beiden Verriegelungseinrichtungen des Doppelhub-Zylinders können
in bekannter Weise aus je einem endseitig im Zylindergehäuse angeordnetem, durch
einseitige Druckgasbeaufschlagung entgegen Federwirkung verschiebbaren Verriegelungskolben
und aus durch letztere gesteuerten, mit den entsprechenden Verriegelungsnuten der
Kolbenstange in und außer axialen Eingriff zu bringenden Verriegelungskörpern, z.B.
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-walzen bestehen. Erfindungsgemäß ist dabei aber der am kolbenstangenseitigen
Austrittsende des Zylindergehäuses vorgesehene Verriegelungskolben als Doppelkolben
mit zwei hintereinander liegenden und in der gleichen Richtung wirkenden, durch
einen im Zylindergehäuse fest eingebauten, abdichtenden Trennring voneinander getrennten
Druckgas-Beaufschlagungsflächen ausgebildet, von denen die innere mit dem zum Einfahren
der Kolbenstange dienenden Niederdruckgasanschluß und die äußere mit den zum weitesten
Ausfahren der
Kolbenstange dienenden Hochdruckgasanschluß in Verbindung
steht. Der vorerwähnte Doppelkolben kann dadurch sowohl bei Niederdruckbeaufschlagung
seiner einen als auch bei Hochdruckbeaufschlagung seiner anderen Arbeitsfläche in
seine die von ihm gesteuerten Verriegelungskörper freigebende Lösestellung gedrückt
werden, wie das zum jeweiligen Einfahren der Kolbenstange aus der Lüftungs- und
Rauchabzugstellung bzw. auch zum weitestgehenden Ausfahren der Kolbenstange in die
Rauchabzugsstellung notwendig ist.
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Die an der Kolbenstange vorhandene und sie in der mittleren Lüftungsstellung
zu verriegeln erlaubende Verriegelungsnut besitzt vorteilhaft eine größere axiale
Längserstreckung als die anderen Verriegelungsnuten an der Kolbenstange. Dadurch
wird der trägen Verstellbewegung des Doppelkolbens und der durch ihn gesteuerten
Verriegelungskorper Rechnung getragen, womit ein ungewolltes Vorbeifahren dieser
Verriegelungsnut an den Verriegelungskörpern beim Ausfahren der Kolbenstange in
die Lüftungsstellung verhindert wird.
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Das Zylindergehäuse besteht vorteilhaft aus einem oberen, den Doppelkolben
enthaltenden Zylinderteil und einem unteren, aus zwei koaxial ineinanderliegenden
Zylindermänteln zusammengesetzten Zylinderteil, die beide über ein zwei Niederdruckgasanschlüsse
enthaltendes Verbindungsstück fest miteinander verbunden sind, wobei der innere
Zylindermantel den Arbeitskolben und der äußere Zylindermantel endseitig
den
die Kolbenstange in der Einfahrstellung verriegelnden Veriegelungskolben enthält
und weiterhin zwischen den beiden Zylindermänteln ein mit dem einen Druckgasanschluß
im Verbindungsstück in Verbindung stehender Ringspalt vorhanden ist. Dadurch kommt
man zu einer gedrängten, außen glattwandigen zylindrischen Bauart des Doppel-Hubzylinders,
bei dem der zwischen beiden Zylindermänteln vorhandene Ringspalt die entsprechende
Druckgasbeaufschlagung der Arbeitskolben-Unterseite ermöglicht.
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In der Zeichnung ist ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, wobei die Figuren jeweils Längsschnitte durch den neuen Doppelhub-Zylinder
in-den drei verschiedenen verriegelten Stellungen 5 einer Kolbenstange zeigen, also
Fig. 1 die Einfahrstellung, Fig. 2 die Lüftungsstellung und Fig. 3 die weitest ausgefahrene
Stellung wiedergibt.
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Der dargestellte Doppelhub-Zylinder besitzt ein Zylindergehäuse,
das aus dem oberen Zylinderteil 1 und dem damit über das Verbindungsstück 2 fest
verbundenen, unteren Zylinderteil 3 besteht, das von den beiden konzentrisch zueinander
angeordneten, einen Ringspalt 4 zwischen sich freilassenden Zylindermänteln 5,5'
gebildet wird. Im inneren Zylindermantel 5' ist der mit einer Außenumfangsdichtung
6' versehene Arbeitskolben 6 verschieblich gelagert. Dieser ist am inneren Ende
7' der Kolbenstange 7 angeordnet, und zwar in der Nähe der hier vorhandenen Verriegelungsnut
8, die zum Arretieren der Kolbenstange in ihrer in Fig. 1 dargestellten Einfahrstellung
dient.
Weiterhin sind auf der Kolbenstange 7 noch eine zweite Verriegelungsnut 9 und eine
dritte Verriegelungsnut 10 vorhanden. Über die Nut 9 ist die Kolbenstange in ihrer
weitest ausgefahrenen Stellung, also der Rauchabzugsstellung gemäß Fig. 3, und über
die Nut 10 in der mittleren Lüftungsstellung gemäß Fig. 2 zu verriegeln. Die Verriegelungsnut
10 besitzt im Gegensatz zu den Verriegelungsnuten 8,9 eine größere axiale Längserstreckung
mit beidendig abgeschrägten Schultern 10',10'', von denen letztere steiler abgeschrägt
ist. Die Kolbenstange 7 ist durch das mit einer entsprechenden Längsbohrung 2' versehene
Verbindungsstück 2 hindurchgeführt und ragt mit ihrem, über das Gelenkauge 11 mit
dem Fensterflügel oder der Lichtkuppel zu verbindenden Ende 7'B aus dem oberen Zylinderteil
1 heraus.
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Im oberen Zylinderteil ist ein aus den beiden miteinander verschraubten
Kolbenteilen 12,13 bestehender Doppelkolben verschieblich untergebracht, der unter
Wirkung der Druckfeder 14 steht und Dichtungsmanschetten 15,16 sowie zwei Druckgasbeaufschlagungsflächen
17,18 aufweist. Letztere sind durch den in den oberen Zylinderteil 1 fest eingebauten,
mit einer Innen- und Außendichtung 19,20 versehenen Trennring 21 voneinander getrennt.
Im Trennring 21 befindet sich weiterhin ein Hochdruckgasanschluß 22, der mit der
oberen Beaufschlagungsfläche 17 des Doppelkolbens 12,13 über die im Trennring 21
vorhandene Axialnut 21' in Verbindung steht.
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Im oberen Teil des Verbindungsstücks 2 sind in zwei radial verlaufenden
Aussparungen 2'' je ein Verriegelungskorper 23, vorzugsweise Zylinderwalzen, radial
verschieblich
gelagert. Diese Verriegelungswalzen 23 wirken mit
der entsprechend abgestuften Beaufschlagungsfläche 18 des Kolbenteiles 13 auf weiter
unten noch zu beschreibende Weise zusammen.
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Weiterhin sind in dem Verbindungsstück 2 noch zwei gegenüberliegende
Druckleitungsanschlusse 24,25 vorhanden, die über nicht dargestellte Zuleitungen
mit einer beispielsweise 6 atd Druckluft liefernden Versorgungsstelle wahlweise
zu verbinden sind. Der Druckleitungsanschluß 25 steht über den im Verbindungsstück
vorhandenen Kanal 2''' mit dem zwischen den beiden Zylindermänteln 5,6, vorhandenen
Ringspalt 4 in Verbindung.
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Am unteren Ende ist der innere Zylindermantel 5' durch ein Bodenstück
26 verschlossen, das eine Axialbohrung 26' für die Aufnahme des inneren Kolbenstangenendes
7' sowie radial verlaufende Aussparungen für die beiden Verriegelungskörper bzw,
-walzen 27 besitzt. Diese wirken mit der entsprechend stufenförmig abgesetzten Fläche
28' des Verriegelungskolben -28 zusammen, der im unteren Ende des äußeren Zylindermantels
5 verschieblich gelagert ist und unter Wirkung der Druckfeder 29 steht. Der Verriegelungskolben
28 besitzt weiterhin eine abgestufte Sackbohrung 30 für den darin gelagerten, unter
der Wirkung der Feder 31 stehenden Hilfskolben 32.
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Wie in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet ist, besitzen der Hochdruckgasanschluß
22 und der Niederdruckanschluß 25 eine gemeinsame Druckgaszuleitung 33, in deren
zum Hochdruckgasanschluß 22 führenden Abzweig 33' ein nur bei Gashochdruck in Richtung
zum Anschluß 22 hin öffnendes Überdruckventil 34 eingebaut ist.
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Die Aufhängung des vorbeschriebenen Doppelhub-Zylinders erfolgt zweckmäßig
über in seinem Verbindungsstück 2 gegenüberliegend vorhandene, nicht dargestellte
Sackbohrungen, in die in bekannter Weise zwei an einem in der Nähe des Fensterrahmens
anzuschlagenden Lagerteil vorhandene Gelenkachszapfen hineinragen.
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In der in Fig. 1 dargestellten Einfahrstellung der Kolbenstange 7,
in der das durch sie zu betätigende Fenster bzw. die Lichtkuppel geschlossen ist,
wird die Kolbenstange 7 durch die in ihre Nut 8 eingreifenden Verriegelungswalzen
27 und den unter Federdruck stehenden Verriegelungskolben 28 verriegelt gehalten
Soll das Fenster bzw. die Lichtkuppel in die Lüftungsstellung, die Kolbenstange
7 also in ihre mittlere Ausfahrstellung gebracht werden, wird Druckluft über die
Zuleitung 33 von beispielsweise 6 atü zugeführt, die über den Anschluß 25, den Kanal
2''', den Ringspalt 4, den am Verriegelungskolben 28 vorhandenen Radialschlitz 28''
und die im Bodenstück 26 vorhandene Längsnut 26'' an die Unterseite des Arbeitskolbens
6 gelangt und dadurch die mit letzterem verbundene Kolbenstange 7 ausfährt, bis
sie in die in Fig. 2 dargestellte Lüftungsstellung gelangt. Sobald gegen Ende der
vorbeschriebenen Ausfahrbewegung die in der Kolbenstange vorhandene, längliche Verriegelungsnut
10 in Hohe der Verriegelungswalzen 23 gelangt, können diese unter dem Einfluß der
den Doppelkolben 12,13 beaufschlagenden Druckfeder 14 radial in die Verriegelungsnut
10 eintreten, wobei sich das Kolbenteil 13 mit seinem im Durchmesser kleiner gehaltenen
Beaufschlagungsflächenteil 18' über die Verriegelungswalzen 23 schiebt und diese
damit in ihrer eingerückten
Stellung sichert. Dadurch wird die
Kolbenstange in dieser Lüftungsstellung einwandfrei verriegelt gehalten, noch dazu
ohne daß erforderlich wäre, den Arbeitskolben 6 weiterhin mit Druckluft zu beaufschlagen.
Die Druckluftzufuhr kann vielmehr abgesperrt werden.
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Soll die Kolbenstange 7 wieder eingefahren und damit der Fensterflügel
geschlossen werden, so wird Druckluft zum Anschluß 24 geführt, die einerseits über
die im Verbindungssteg 2 vorhandene Axialnut 2 den Doppelkolben 12,13 verschiebt
und dadurch die Verriegelungswalzen 23 freigibt und andererseits über die Längsnut
2V im Verbindungssteg 2 die Oberseite des Arbeitskolbens 6 beaufschlagt, mithin
die Kolbenstange 7 wieder einfahren läßt, bis die unteren Verriegelungswalzen 27
in die untere Verriegelungsnut 8 einspringen, nachdem zuvor der die Verriegelungswalzen
27 in ihrer ausgerückten Stellung gemäß Fig. 2 haltende Hilfskolben 32 in die im
Verriegelungskolben 28 vorhandene Bohrung 30 zurückgedrückt wurde.
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SolL der Fensterflügel bzw. die Lichtkuppel in die voll geöffnete
Rauchabzugstellung und damit die Kolbenstange 7 in ihre weitest ausgefahrene Stellung
gebracht werden, so wird in bekannter Weise über die Druckzuleitung 33 unter höherem
Druck von z.B. über 12 atü stehendes Gas, etwa CO2, zugeführt. Dieses gelangt nicht
nur über den Anschluß 25 und den Ringspalt 4 an die Unterseite des Arbeitskolbens
6, sondern über das dann öffnende Überdruckventil 34 auch in den Hochdruckanschluß
22 und von dort an die Beaufschlagungsfläche 17 des oberen Kolbenteiles 12, wodurch
der Doppelkolben entgegen seiner Federwirkung zurückgedrückt
und
damit die Verriegelungswalzen 23 freigegeben werden.
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Dadurch kann die längliche Verriegelungsnut 10 an diesen Verriegelungswalzen
23 ungehindert vorbeifahren, bis schließlich der Arbeitskolben 6 an der Unterseite
des Verbindungsstücks 2 aufsetzt. In dieser Stellung liegt die Verriegelungsnut
9 in Höhe der Verriegelungswalzen 23, die dadurch bei anschließendem Druckgasabbau
durch den Doppelkolben 12,13 in ihre in Fig. 3 dargestellte Verriegelungsstellung
gedrückt werden. Es versteht sich, daß die Kolbenstange 7 in die vorbeschriebene
weitest ausgefahrene Rauchabzugsstellung durch Hochdruckbeaufschlagung sowohl aus
ihrer in Fig. 1 dargestellten Einfahrstelung als auch aus in ihrer in Fig. 2 dargestellten
Lüftungsstellung gebracht werden kann.
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Soll die voll ausgefahrene Kolbenstange aus der in Fig. 3 dargestellten
Rauchabzugsstellung wieder eingefahren werden, so braucht dazu wiederum nur über
den AnSchluß 24 Druckluft zugleitet werden, die über die Längsnuten 2IV und 2V im
Verbindungsstück 2 den Doppelkolben 12,13 anzuheben erlaubt und zugleich die Oberseite
des Arbeitskolbens 6 beaufschlagt, wodurch die Kolbenstange je nach Dauer dieser
Druckluftbeaufschlagung entweder in die in Fig. 2 dargestellte Lüftungsstellung
oder aber in ihre in Fig. 1 dargestellte volle Einfahrstellung gebracht werden kann.
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Durch die längliche Ausbildung der Verriegelungsnut 10 wird sichergestellt,
daß beim Ausfahren der Kolbenstange 7 in die Lüitungsstellung die trägheitsbehafteten
Verriegelungswalzen 23 und der Doppelkolben 12,13 ausreichend Zeit finden, in die
Verriegelungsstellung zu gelangen, die Nut 10 dabei also nicht etwa an den Verriegelungswalzen
23 vorbeifahren kann sondern mit ihrer steileren Schulter 10'' an den Walzen 23
zum Anschlag kommt.
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