DE3110855C2

DE3110855C2 - Arbeitszylinder mit drei Stellungen

Info

Publication number: DE3110855C2
Application number: DE19813110855
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing.(Grad.) 3101 Wathlingen Klatt; Horst Ing.(Grad.) Mylius; Mom&cacute;ilo Ing.(grad.) 3008 Garbsen Risti&cacute;
Original assignee: Wabco Westinghouse Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Hannover GmbH
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1985-01-03
Also published as: DE3110855A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit drei Stellungen, der als doppeltwirkender Arbeitszylinder ausgebildet ist. Auf dem Arbeitskolben sind zwei ringförmige Dichtelemente verschiebbar angeordnet. Die Verschiebebewegung der Dicht elemente wird vom Druckmittel in den beiden durch den Arbeitskolben begrenzten Druckmittelkammern bewirkt. Drei auf dem Arbeitskolben vorgesehene Anschläge, wobei ein Anschlag zwischen den beiden Dichtelementen angeordnet ist, sowie ein an der Zylindergehäuseinnenwand ebenfalls zwischen den beiden Dichtelementen vorgesehener vierter Anschlag begrenzen die Verschiebebewegung der Dichtelemente. Jedes der beiden Dichtelemente hat die Aufgabe, je nach Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens entweder die kolbenstangenseitige Wirkfläche des Arbeitskolbens oder die der kolbenstangenseitigen Wirkfläche gegenüberliegende Wirkungsfläche des Arbeitskolbens zu vergrößern. Bei gleichhohen Drücken in den Druckmittelkammern wird so der Arbeitskolben von der jeweiligen Endlage aus in die Mittelstellung gebracht.

Description

a) der Arbeitskolben (12) wird von einem ersten Dichtelement (8) und einem zweiten Dichtelement (11) umschlossen, wobei das erste Dichtelement (8) verschiebbar auf dem Arbeitskolben (12) angeordnet ist;

b) die beiden Dichtelemente (8, 11) trennen die erste Druckmittelkammer (4) und die zweite Druckmittelkammer (14) druckdicht voneinander und dichten den zwischen den Dichtelementen (8, 11) gebildeten Raum gegen die erste Druckmittelkammer (4) und die zweite Druckmittelkammer (14) ab;

c) zwischen den beiden Dichtelementen (8,11) ist auf wenigstens einem Teil des Umfangs des Arbeitskolbens (12) ein erster Anschlag (10) vorgesehen;

d) im Bereich des Endes des Arbeitskolbens (12), welches dem ersten Dichtelement (8) zugeordnet ist, ist auf winigste-s einem Teil des Umfangs des Arbeitsi-olbens (12) ein zweiter Anschlag (7) vorgesehen;

e) der erste Anschlag (10) und der zweite Anschlag (7) sind so ausgebildet und so angeordnet, daß das erste Dichtelement (8) zwischen dem ersten Anschlag (10) und dem zweiten Anschlag (7) verschiebbar ist;

f) zwischen den beiden Dichtelementen (8, 11) ist an der Innenwand des Zylinders ein dritter Anschlag (9) für das erste Dichtelement (8) vorgesehen;

g) der erste Anschlag (10) und der dritte Anschlag (9) sind so bemessen und so zueinander angeordnet, daß der erste Anschlag (10) an dem dritten Anschlag (9) vorbeibewegt werden kann;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

h) das zweite Dichtelement (11) ist verschiebbar auf dem Arbeitskolben (12) angeordnet;

i) im Bereich des Endes des Arbeitskolbens (12), welches dem zweiten Dichtelement (11) zugeordnet ist, ist auf wenigstens einem Teil des Umfanges des Arbeitskolbens (12) ein vierter Anschlag (13) vorgesehen;

k) der erste Anschlag (10) und der vierte Anschlag (13) sind so ausgebildet und so angeordnet, daß das zweite Dichtelement (11) zwischen dem ersicn Anschlag (10) und dem vierten Anschlag (11) verschiebbar ist;

I) das /weite Dichtelement (11) und der dritte Anschlag (13) sind so ausgebildet und so angeordnet, daß das zweite Dichtelement (11) gegen den dritten Anschlag (10) bewegbar ist.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (12) wenigstens an einem Ende eine zusätzliche Führung aufweist, welche als Anschlag (13) für ein Dichtelement ausgebildet ist

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit drei

ίο Stellungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 31 07 908 ist ein Arbeitszylinder mit drei Stellungen bekannt, welcher einen mit einer Kolbenstange verbundenen Arbeitskolben und einen auf dem Arbeitskolben um eine vorgegebene Strecke verschiebbar angeordneten Hilfskolben aufweis*. Die von einem Druckmittel beaufschlagbaren einander entgegengerichteten Wirkflächen des Arbeitskolbens sind unterschiedlich groß ausgelegt, wobei jedoch die kleinere der beiden Wirkflächen des Arbeitskolbens zusammen mit der Wirkfläche des Hilfskolbens eine Gesamtwirkfläche bildet, die größer ist als die größere Einzelwirkfläche des Arbeitskolbens. Der außerhalb des Bewegungsbereiches des Hilfskolbens liegende Teil des Arbeitskolbens wird kleinem abgestuften Teil des Arbeitszylinders geführt und trägt auf seinem Umfang ein Dichtelement, welches verhindert, daß der Hilfskolben vom Druckmittel aus der von der größeren Einzelwirkfläche des Arbeitskolbens begrenzten Druckmittelkammer beaufschlagt wird. Ein weiteres Dichtelement, welches zwischen dem Arbeitskolben und dem Hilfskolben vorgesehen ist, sowie ein auf dem Umfang des Hilfskolbens angeordnetes Dichtelement verhindern zusammen mit dem erstgenannten Dichtelement eine Verbindung zwischen den beiden Druckmittelkammern und dichten den Raum zwischen dem Hilfskolben und diesem Dichtelement gegen die beiden Druckmyselkammern ab. Auf dem Arbeitskolben und an der Zylinderwand sind Anschläge zur Begrenzung der Bewegung des Hilfskolbens vorgesehen. Bei Druckbeaufschlagung beider Druckmittelkammern mit dem gleichen Druck wird der Arbeitskolben in Richtung auf die von der größeren Einzelwirkfläche des Arbeitskolbens begrenzte Druckmittelkammer zu verschoben, da die aus der kleineren Einzelwirkfläche des Arbeitskolbens und der Wirkfläche des Hilfskolbens gebildete Gesamtwirkfläche größer ist als die größere Emzelwirkfläche des Arbeitskolbens. Hat der Arbeitskolben die Hälfte seines Hubes zurückgelegt, kommt der Hilfskolben am gehäusefesten Anschlag zur Anlage. Die Mittelstellung des Kolbens ist erreicht. Wird die von der größeren Einzelwirkfläche des Arbeitskolbens begrenzte Druckmittelkammer entlüftet, so fährt der Arbeitskolben z. B. in seine rechte Endlage. Bei erneuter Druckeinsteuerung in diese Druckmittelkammer wird der Arbeitskolben wieder nach links verschoben, und zwar soweit, bis er mit seinem Anschlag am Hilfskolben zur Anlage kommt. Wird nun die von der kleineren Einzelwirkfläche des Arbeitskolbens und von dem Hilfskolben begrenzte Druckmit- telkammer entlüftet, so fährt der Arbeitskolben in seine linke Endlage, wobei er mittels des auf seiner Mantelfläche angeordneten Anschlages den Hilfskolben mitnimmt.

Dieser bekannte Arbeitszylinder ist aufwendig in seinem Aufbau. Der Zylinder muß abgestuft sein, auf dem Arbeitskolben ist ein Hilfskolben vorzusehen und es sind eine Vielzahl von Dichtelementen zum Abdichten der Kolben gegeneinander und der Kolben gegen die

Zylinderwandung erforderlich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach in seinem Aufbau ist und der sich mit geringem Aufwand herstellen läßt

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Arbeitszylinder durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Eine vorteilhafte Weiterbildung und Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch 2 angegeben.

Der erfindungsgemäSe Arbeitszylinder bietet neben einfachem und funktionssicherem Aufbau den Vorteil, kompakt zu sein und sich auf engem Raum leicht und schnell montieren zu lassen.

Anhand eines in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutere Die Abbildung zeigt im Schnitt einen Arbeitszylinder, bei welchem durch wechselndes Vergrößern der einen oder der anderen Wirkfläche des Arbeitskollege g?n Vgrc£hi£K£n H^c y^j-beitslcolbens in eine ^rte- ^ wünschte Zwischenstellung ermöglicht wird.

Der Zylinder mit drei Stellungen besteht aus zwei Gehäuseteilen 1 und 3, die mittels Schrauben 2 miteinander verbunden sind. Ein mit einer Kolbenstange 5 versehener Arbeitskolben 12 unterteilt den Zylinder in eine kolbenstangenseitige erste Druckmittelkammer 4 und eine bezüglich der ersten Druckmittelkammer 4 auf der anderen Seite des Arbeitskolbens 12 angeordnete zweite Druckmittelkammer 14. Der Arbeitskolben 12 ist H-förmig ausgebildet so daß ein Teil der Druckmittelkammern 4 bzw. 14 in den Arbeitskolben 12 integriert ist. Auf dem Arbeitskolben 12 sind in Umfangsrichtung verlaufende ringförmige Anschläge 7,10 und 13 vorgesehen, die in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. In der Nahtstelle zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 3 des Arbeitszylinders ist ein in den Zylinderraum hineinragender ringförmiger weiterer Anschlag 9 gelagert Die auf dem Arbeitskolben 12 angeordneten Anschläge werden nachfolgend als erster Anschlag 10, zweiter Anschlag 7 und vierter Anschlag 13 bezeichnet Zwischen dem ersten Anschlag 10 und dem zweiten Anschlag 7 ist ein erstes Dichtelement 8 auf dem Arbeitskolben 12 verschiebbar angeordnet. Ein zweites Dichtelement 11 ist zwischen dem ersten Anschlag 10 und dem vierten Anschlag 13 ebenfalls verschiebbar auf dem Arbeitskolben 12 angeordnet. Die beiden Dichtelemente 8 und 11 trennen zum einen die Druckmittelkammern 4 und 14 druckdicht voneinander und dichten zum änderte den zwischen den Dichtelementen 8 und 11 gebildeten Raum gegen die beiden Druckmittolkammern 4 und 14 ab. Der Innendurchmesser des gehäusefesten ringförmigen dritten Anschlages 9 ist größer als der Außendurchmesser des auf dem Arbeitskolben 12 angeordneten ersten Anschlages 10, so daß der Anschlag 10 bei einer Verschiebung des Arbeitskolbens 12 am dritten Anschlag 9 vorbeigeführt werden kann.

Die Kolbenstange 5 weist an ihrem aus dem Arbeitszylinder herausragenden Ende eine Halterung 6 zum Befestigen der Kolbenstange 5 an einem zu betätigenden Teil auf.

Die Funktion dieses Arbeitszylinders mit drei Stellungen wird nachstehend näher erläutert.

In der gezeigter. Stellung befindet sich der Arbeitskolben 12 in seiner linken Endlage. Die Kolbenstange 5 &5 ist in den Arbeitszylinder eingefahren.

Soll der Arbeitskolber. 12 in die Mittelstellung gebracht werden, so wird in die beiden Druckmittelkammern 4 und 14 Druckmittel eingesteuert Die beiden gegeneinander gerichteten Wirkflächen des Arbeitskolbens 12 und die beiden auf dem Arbeitskolben 12 verschiebbar angeordneten Dichtelemente 8, 11 werden mit Druckmittel beaufschlagt Dabei kommt das erste Dichtelement 8 am gehäusefesten dritten Anschlag 9 zur Anlage. Das zweite Dichtelement 11 wird vom Druckmittel in der Druckmittelkammer 14 auf dem Arbeitskoiben 12 so weit verschoben, bis es am ersten Anschlag 10 des Arbeitskolbens 12 zur Anlage kommt Die der kolbenstangenseitigen Wirkfläche des Arbeitskolbens 12 gegenüberliegende Wirkfläche des Arbeitskolbens 12 ist jetzt um die Ringfläche des zweiten Dichtelementes 11 größer als die kolbenstangenseitige Wirkfläche des Arbeitskolbens 12. Demzufolge wird der Arbeitskolben 12 vom Druckmittel in der Druckmittelkammer 14 gegen den Druck in der Druckmittelkammer 4 nach rechts verschoben. Die Kolbenstange fährt aus. Ist der auf dem Arbeitskolben 12 angeordnete erste Anschlag 10 durch die Verschiebung uss Arbeitskolbens 12 auf gleicher Höhe mit dem in der Gehäusewandung des Arbeitszylinders befestigten dritten Anschlag 9, so legt sich das zweite Dichtelement 11 auf den gehäusefesten Anschlag 9 auf. Beide auf dem Arbeitskolben verschiebbar angeordnete Dichtelemente 8 und 11 werden vom Druck der zugehörigen Druckmittelkammern 4 bzw. 14 gegen den gehäusefesten Anschlag 9 gedruckt und haben somit keinen Einfluß mehr auf die beiden Wirkflächen des Arbeitskolbens 12. Der Arbeitskolben 12 bleibt in dieser Stellung stehen.

Soll die Kolbenstange 5 weiter ausgefahren werden, so wird die kolbenstangenseitige Druckmittelkammer 4 entlüftet und der Arbeitskolben 12 durch den jetzt höheren Druck in der Druckmittelkammer 14 nach rechts, in Richtung auf die kolbenstangenseitige Druckmittelkammer 4 zu verschoben.

Wenn der Arbeitskolben 12 wieder ir. sein^ Ausgangsstellung gebracht werden soll, so wird in die kolbenstangenseitige Druckmittelkammer 4 Druckmittel eir^esteuert Das erste Dichtelement 8 legt sich an den auf dem Arbeitskolben 12 angeordneten ersten Anschlag 10 an und geht mit diesem eine kreftschlüssige Verbindung ein. Aufgrund der jetzt vergrößerten kolbenstangenseitigen Wirkfläche des Aroeitskolbens 12 wird der Arbeitskolben 12 wieder in Richtung auf seine Mittelstellung zu verschoben und gelangt nach Entlüften der Druckmittelkammer 14 weiter in seine Ausgangsstellung.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Arbeitszylinder mit drei Stellungen mit einem mit einer Kolbenstange versehenen Arbeitskolben, durch welchen der Zylinder in eine kolbenstangenseitige erste Druckmittelkammer und eine bezüglich der ersten Druckmittelkammer auf der anderen Seite des Arbeitskolbens angeordnete zweite Druckmittelkammer unterteilt ist, mit folgenden Merkmalen: