DE2911071A1

DE2911071A1 - Verriegelung fuer kolben von druckmittelzylindern

Info

Publication number: DE2911071A1
Application number: DE19792911071
Authority: DE
Inventors: Rolf Andexer
Original assignee: ANDEXER ROLF FA; Farolf Andexer
Current assignee: KLEMENT, KLAUS-DIETER, 5170 JUELICH, DE
Priority date: 1979-03-21
Filing date: 1979-03-21
Publication date: 1980-09-25
Also published as: DE2911071C2

Description

"Verriegelung für Kolben von Druckmittelzylindern"
Die Erfindung betrifft eine Verrieglung für Kolben von Druckmittelzylindern mit zwischen einer Führungs- und Verriegelungsstellung bewegbaren Verriegelungsstücken.
Derartige Verriegelungen für Kolben von Druckmittel-Zylindern ermöglichen z.B. an Be- oder Entlüftungsfenstern in Lagerhallen oder Betriebsräumen, die Last der Fenster durch die Mechanik und nicht mit dem sonst erforderlichen konstanten Luftdruck zu halten. Weiterhin verlangen die Unfall-Verhütungsvorschriften an Pressen und Stanzen Schutzgitter. Diese Gitter dürfen nicht nur über ein am Zylinderkolben anstehendes Druckmittel gehalten werden, sondern müssen eine zusätzliche mechanische Verriegelung aufweisen.
Zum Verriegeln von Kolben werden derzeit verschiedene Riegelsysteme benutzt. Zum einen greifen federvorgespannte Stifte in die Nut einer Kolben- oder Verriegelungsstange ein und verriegeln den Kolben. Das Rückholen der Stifte zum Entriegeln des Kolbens erfolgt manuell oder über separate Druckmittelzylinder. Zum anderen verriegeln zwei in der Nut der Kolben-oder Verriegelungsstange liegende Kugeln den Kolben. Das Herausdrücken der Kugeln aus der Nut auf manuellem Wege oder durch Druckmittel setzt den Kolben frei.
Die Verriegelungsstifte oder -kugeln weisen den Nachteil auf, daß sie nur an zwei Stellen in die Umfangsnut der Kolbenstange punktförmig eingreifen und demzufolge die auf die Kolbenstange wirkenden Druck- oder Zugkräfte nur an diesen Verriegelungspunkten aufgefangen werden.
Die Riegelstifte benötigen für das Ver- und Entriegeln jeweils eigene Druckmittelzylinder, die aufgrund der hohen Punktbelastung der Stifte mit einem höheren Druck betrieben werden als der zu verriegelnde Arbeitszylinder.
Beim Verriegeln mit nur zwei Kugeln bilden sich infolge der hohen Punktbelastung auf der Kugeloberfläche Riefen.
Außerdem verformen die in einer Kugelführungsbüchse gehaltenen Kugeln durch den Punktdruck die druckaufnehmende Fläche der Kugelführungsbüchse derart, daß ein spielfreies, sicheres Verriegeln des Kolbens nicht mehr möglich ist.
Die Nachteile der bekannten Verriegelungssysteme liegen also in einer aufwendigen Mechanik bzw. in einer durch Verschleiß verkürzten Lebensdauer der Bauteile.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelung zu schaffen, die den Verschleiß der Verriegelungselemente vermindert und ein sicheres Verriegeln ermöglicht, und die dies zudem mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand erreicht.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Verriegelung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß mehrere Verriegelungsstücke zwischen einer Ringführung und einem Verriegelungsschieber kreisförmig angeordnet sind. Auf diese Weise verteilt sich die Belastung auf eine verhältnismäßig große Kreisringfläche und ergibt sich demgemäß ein geringerer örtlicher Verschleiß.
Bei der erfindungsgemäßen Verriegelung verläuft die Ringführung vorzugsweise konzentrisch zu der Kolbenstange oder einer mit dieser verbundenen Verriegelungsstange. Diese Ringführung bietet auf ihrem gesamten Umfang den Verriegelungsstücken Eingriffsstellen, so daß~je nach Belastung des Arbeitskolbens mehrere Verriegelungsstücke in die Ringführung greifen. Vorzugsweise besteht die Ringführung aus einer Nut mit beiderseitigen Schrägschultern. Begrenzt wird die Ringführung in der Verriegelungsstellung vorteilhafterweise durch einen federbelasteten und gleichzeitig druckmittelbeaufschlagten Verriegelungsschieber in einer Verriegelungskammer. Der Verriegelungsschieber kann zur Erleichterung der Kugelbewegung eine zur Ringführung weisende Schiebeschulter und auf seiner Innenseite eine Arretierschulter besitzen.
Im Innern des Verriegelungsschiebers kann zudem ein abgefederter Sperrschieber angeordnet sein, der der Bewegung der Verriegelungsstange folgt und die Kugeln in der Entriegelungsstellung hält. Um die gegenläufigen Bewegungen des Kolbens bzw. der Verriegelungsstange und des Verriegelungsschiebers zu synchronisieren, kann vom Druckmittel-Arbeitskanal ein Nebenkanal zur Schieberkammer abzweigen.
Vorzugsweise dient ein geschlossener Kugelkranz als Verriegelungsstück. Die von der Kolbenstange auf den Kugelkranz übertragenen Druck- oder Zugkräfte werden nicht nur über zwei Verriegelungsstücke abgeleitet, sondern die Vielzahl der rundum verriegelnden Kugeln führt zu einer auf alle Kugeln gleichmäßig verteilten und somit flächigenartigen Belastung. Selbst bei hohen Druck- oder Zugkräften vermindert diese Lastverteilung aufgrund der verhältnismäßig geringen Belastung der einzelnen Kugeln ud deren Gegenflächen den Verschleiß.
An die Stelle des Kugelkranzes können bei der erfindungsgemäßen Verriegelung auch Kreissegmente treten. In diesem Falle werden die Belastungskräfte nicht punktförmig wie bei Kugeln aufgenommen, sondern von einer verhältnismäßig großen Kreisringfläche. Demgemäß ergeben sich ein geringerer örtlicher Verschleiß und geringere Belastungsspitzen. Die Kreissegmente werden durch im Bereich ihrer StoßstEllen angeordnete angetriebene Spreizbolzen aus der Ringführung in die Entriegelungsstellung bewegt. Das geschieht durch radiales Verfahren der Spreizbolzen. Die Verriegelungsstücke leiten die Druck- und Zugkräfte vorzugsweise über einen ringförmigen Druckaufnahmeflansch ab.
Die ringförmige Anordnung der Verriegelungsstücke ermöglicht in der erfindungsgemäßen Ausführung eine ringförmige Verriegelungs- und Entriegelungsmechanik. Ein angetriebener, hülsenartig um die Verriegelungsstücke angeordneter Verriegelungsschieber führt die Verriegelungsstücke jeweils gleichzeitig und gleichmäßig während der Riegelbewegung.
Das verhindert eine ungleichmäßige Belastung der Verriegelungsstücke.
Zur gleichzeitigen Riegelbewegung aller Verriegelungsstücke ist nur eine einzige Riegelmechanik notwendig, die mit dem gleichen Druckmittel wie der Arbeitskolben angetrieben werden kann. Aufgrund der ringsum gleichmäßigen Kräfteableitung über die Verriegelungsstücke ist die zum Verfahren des Verriegelungsschiebers notwendige Kompression des Druckmittels nicht höher, sondern gleich oder geringer als der am Arbeitskolben wirksame Druck. Eine Druckerhöhung ist daher nicht erforderlich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Verriegelung in Vorderansicht, teilweise im Schnitt.
In einem Druckmittel-Arbeitszylinder 1 befindet sich ein Arbeitskolben 2. Die Kolbenstange 3 geht in eine Verriegelungsstange 4 über, die mit einer Ringführung 5 mit 450-Schrägschultern 6 versehen ist. Zwischen der Ringführung 5 und einem Verriegelungsschieber 7 befinden sich lose Verriegelungskugeln 8 eines geschlossenen Kugelkranzes 9.
In dem dargestellten Verriegelungszustand liegen die Verriegelungskugeln 8 des Kugelkranzes 9 in der Ringführung 5 konzentrisch um die Verriegelungsstange 4. Den Riegelweg der Kugeln 8 begrenzt ein Druckaufnahmeflansch 10, die Stirnseite einer Dichtungshülse 11 und eine, an eine Schiebe;schulter 12 anschließende Arretierschulter 13 an der Innenseite des Verriegelungsschiebers 7. Der vom Druckmittel angetriebene Verriegelungsschieber 7 ist gegen eine Verriegelungsfeder 14 beweglich in einer Schieberkammer 15 geführt. Ein Druckmittel-Nebenkanal 16 verbindet einen Druckmittel-Arbeitskanal 17 in einer Fußplatte 18 und die Schieberkammer 15 miteinander. Formschlüssig an der freien Stirnfläche der Verriegelungsstange 4 liegt ein gegen eine Sperrfeder 19 bewegbarer Sperrschieber 20. Ein mit der Fußplatte 18 lösbar verbundener Kapselflansch 21 dient der Riegelmechanik als Gehäuse.
Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Verriegelung fährt im Verriegelungsmoment der Arbeitskolben 2 bis zur Endlage gegen die Fußplatte 18 des Arbeitszylinders 1. Dabei drückt der Arbeitskolben mit der Verriegelungsstange 4 den vorgespannten Sperrschieber 20 zurück, der den Verriegelungskugeln im Entriegelungszustand den Riegelweg versperrt. Die in gleicher Höhe mit der Ringführung 5 in der Schieberkammer 15 liegenden Kugeln 8 werden dabei über die 450-Schiebeschulter 12 an der Innenseite des federvorgespannten Verriegelungsschiebers 7 rundum zentripetal in die Ringführung 5 der Verriegelungsstange 4 gedrückt, und von der Arretierschulter 13 des Verriegelungsschiebers 7 mittels Federdruck bewegungsfrei verriegelt.
Beim Entriegeln des Arbeitskolbens wird über den mit dem Druckmittel-Arbeitskanal 17 verbundenen Druckmittel-Nebenkanal 16 zugleich mit dem Arbeitskolben 2 auch der Verriegelungsschieber 7 mit Druckmittel beaufschlagt und drückt die Verriegelungskugeln 8 über die 45 0-Schrägschulter 6 aus der Ringführung 5 der Verriegelungsstange 4 heraus in die offene Schieberkammer 15. Der vorfahrenden Verriegelungsstange 4 folgt der federvorgespannte Sperrschieber 20 und arretiert die Verriegelungskugeln 8 in der Schieberkammer 15.
Somit befinden sich in der Entriegelungsstellung die Kugeln 8 in einer ringförmigen Kammer zwischen dem innenliegenden Sperrschieber 20 einerseits und der Schiebeshulter 12 des Verriegelungsschiebers 7 andererseits. Nach oben wird die Ringkammer von der unteren Stirnfläche des Druckaufnahmeflansches 10 und nach unten von der oberen Stirnfläche der Dichtungshülse 11 begrenzt.
L e e r s e i t e

Claims

SchutzansPruche: 1. Verriegelung für Kolben von Druckmittelzylindern mit zwischen einer Führungs- und einer Verriegelungsstellung bewegbaren Verriegelungsstücken, , g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mehrere, zwischen einer Ringführung (5) und einem Verriegelungsschieber (7) kreisförmig angeordnete Verriegelungsstücke.
2. Verriegelung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen geschlossenen Kugelkranz (9) in der Ringführung (5).
3. Verriegelung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h mehrere Kreissegmente in der Ringführung (5).
4. Verriegelung nach Anspruch 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h angetriebene Spreizbolzen im Stoßstellenbereich der Kreissegmente.
5. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringführung (5) konzentrisch um eine mit dem Arbeitskolben (2) lösbar verbundene Verriegelungsstange (4) angeordnet ist.
6. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringführung (5) konzentrisch um eine mit dem Arbeitskolben (2) verbundene Kolbenstange (3) angeordnet ist.
7. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringführung (5) aus einer Nut mit beiderseitigen Schrägschultern (6) besteht.
8. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verriegelungsschieber (7) gegen eine Verriegelungsfeder (14) beweglich in einer Schieberkammer (15) geführt ist.
9. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verriegelungsschieber (7) an der Innenseite eine Schiebeschulter (12) besitzt.
10. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Verriegelungsschieber (7) an der Innenseite eine Arretierschulter (13) auSweist.
11. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zentrisch zum Verriegelungsschieber (7) ein abgefederter Sperrschieber (20) angeordnet ist.
12. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine auf einem Arbeitszylinder (1) angeordnete Fußplatte (18) einen Druckmittel-Arbeitskanal (17) in Richtung zur Kolbenachse aufweist.
13. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c 11 n e t , daß der Druckmittel-Arbeitskanal (17) und die Schieberkammer (15) über einen Druckmittel-Nebenkanal (16) miteinander verbunden sind.
14. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein topfförmiger, konzentrisch zur Kolbenachse um das Verriegelungssystem angeordneter Kapselflansch (21) mit der Fußplatte (18) verbunden ist.
15. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein ringförmiger Druckaufnahmeflansch (10) konzentrisch zur Kolbenachse und lösbar mit der Fußplatte (18) verbunden ist.
16. Verriegelung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Dichtungshülse (11) konzentrisch zur Kolbenachse auf dem Boden des Kapselflansches (21) angeordnet ist.