DE3307644A1 - Druckmittelbetaetiger arbeitszylinder mit verriegelung in beliebiger stellungen - Google Patents

Description

• Beschreibung:
• An druckmittelgetriebene Arbeitszylinder wird in vielen Anwendungsfällen die Forderung gestellt, daß die Kolbenstange eine einmal angefahrene Position auch unter Belastung exakt einhält. Außerdem besteht oftmals die Forderung, daß die Kolbenstange bei Druckausfall als Sicherheitsfunktion festgesetzt wird.
• Die Positionierung druckmittelgetriebener Zylinder in Zwischenstellungen durch Absperren des Druckmediums hat den Nachteil, daß die Kompressibilität des Mediums die Positioniergenauigkeit des Zylinders beeinträchtint.
• Insbesondere bei Pneumatikzylindern wirkt sich dieser Effekt sehr stark aus. Bei Hydraulikzylindern treten bei hohen Drücken weiterhin starke Leckagen auf.
• Die bekannten Klemmvorrichtungen haben den Nachteil, daß die Klemmung an der Kolbenstange oder der Zylinderinnenwand, also an funktionsgerecht glatten Flächen vorgenommen wird. Diese Methode hat den Nachteil, daß hier ein sehr niedriger Reibbeiwert erreicht wird. Oftmals treten auch Beschädigungen an den Gleitflächen auf, was zu Leckagen und Zerstörung der Dichtung führt.
• Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Klemmung in einer hohlen Kolbenstange stattfindet.
• Hier kann beliebige Rauhigkeit der Reibflächen erzeugt werden.
• Wird die Bohrung als Konus ausgebildet, so erhöht sich die Abstützkraft in einer Richtung..
• Es existieren Lösungen, die eine Klemmung in hohlen Kolbenstangen mittels einer elastischen, aufblasbaren Manschette bewirken. (DE 3113894 A 1). Nachteilig wirken sich geringe Haltekräfte und hoher Verschleiß an der Manschette aus.
• Ebenfalls kann keine Sicherheitsklemmung bei Druckausfall erreicht werden.
• Die unter Offenlegungsschrift 1426552 und 2034634 bekannten Verriegelungen in einer hohlen~Kolbenstange gestatten lediglich eine Arretierung in den Endlagen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Kolbenstange eines Arbeitszylinders in beliebigen Stellungen kraftschlüssig zu arretieren und über diese Klemmung hohe Kräfte aufzunehmen. Dadurch, daß die Arretierung nur bei Druckbeaufschlagung aufgehoben werden kann ist gleichzeitig eine Sicherheitsfunktion erfüllt.
• Die genannten Aufgaben werden bei dem erfindungsgemäßen druckmittelgetriebenen Arbeitszylinder durch die Kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung soll neben der Aufgabe der Arretierung der stehenden Kolbenstange eines druckmittelgetriebenen Arbeitszylinders auch dessen allmähliche Verzögerung und exakte Positionierung auf eine beliebige bestimmbare Stellung mit geringstem überfahrfehler ermöglicht werden.
• Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung soll die Zugstange hohl ausgeführt und zur Aufnahme eines mit der Kolbenstange verbundenen Viskositätsdämpfers geeignet sein, um slip-stick Effekte unterdrücken zu können.
• Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß eine Beschädigung von Funktionsflächen bei denen es auf hohe Oberflächengüte ankommt gegenüber anderen Systemen ausgeschlossen ist. durch den klaren einfachen Aufbau und die wenigen beweglichen Teile ist höchste Betriebssicherheit, sowohl beim Klemmen als auch beim Lösen, garantiert. Dadurch, daD die Aufhebung der Arretierung nur bei Druckbeaufschlagung des Arbeitskolbens erfolgen kann enthält die Erfindung gleichzeitig als Sicherheitsfunktion, daß die Kolbenstange bei Druckausfall festgesetzt ist.
• Funktionsbeschreibung: Zum Ausfahren der Kolbenstange (1) wird der hintere Hilfskolbenraum (14) druckbeaufschlagt. Die Zugstange (5) wird nun gegen die Federn (7) in Ausfahrrichtunq betätigt, sodaß der Anpressdruck der Klemmsegmente (2) an die Kolbenstangeninnenwand solange verringert wird, bis die Kolbenvorschubkraft die Reibkraft an den Klemmsegmenten (2) überschreitet.
• Die Kolbenstange (1) fährt aus. Bei Erreichen der gewünschten Position wird die Druckzufuhr unterbrochen. Die Federkraft übersteigt nun die Druckmittelkraft am Hilfskolben (6), sodaß der Zugstangenkonus die Klemmsegmente an die Kolbenstangeninnenwand presst, wodurch die Kolbenstange in ihrer axialen Richtung fixiert ist. Zur Haltekrafterhöhung kann der zugstangenseitige Hilfskolbenraum (11) druckbeaufschlagt werden. Beim Einfahren der Kolbenstange (1) wird gleichzeitig mit dem vorderen Kolbenraum (13) der Hilfskolbenraum (10) druckbeaufschlagt, sodaß die Kolbenstange wieder entklemmt wird.
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Claims (5)

1. NEUE PATENTANSPROCHE 1. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder, dessen hohle Kolbenstange in beliebigen Stellungen bremsbar und feststellbar ist, mit einem in die Kolbenstanqe vom Zylinderboden aus hineinragenden, ortsfesten Stützrohr, dessen freies Ende ein Klemmelement das zwar radial, aber nicht axial bewegbar ist und das Stützrohr bei Kraftbeaufschlagung kraftschlüssig mit der Kolbenstange kuppelt, d a d u r c h t g e k e n n z e i c h n e t, daß von einem jenseits des Zylinderbodens (3) in einem Steueizylinder geführten Steuerkolben (6)in das Stützrohr (4) eine als Betätigungsstange (5) ausgebildete Kolbenstange hRneinraq die an ihrem freien Ende einen mit dem Klemmelement zusammen kenden Klemmkonus (14) trägt und unter der Wirkung eimer im Sinne des Klemmeingriffes wirk-enden Rückstellfeder (7) steht und daß das Klemmelement aus einer Vielzahl von Klemmsegmenten (2) gebildet ist, die gelenkig mit dem Ende des StUtzrohres (4) verbunden sind und deren Innenseite eine dem Klemmkonus (15) entsprechende konische Oberfläche aufweisen.
2. 2. Arbeitszylinder nach Anspruch1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Betätigungsstange (5) als Zugstange ausgebildet ist und der Klemmkonus (15) sich zum freien Ende hin erweitert.
3. 3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -3. k e n n z e i c h n e t, daß die Klemmsegmente (2) an ihren Au-Benseiten einen Bremsbelag tragen.
4. 4. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Arbeltszylinderraum'und der Steuerzylinderraum (14; 10,11) mit je einem snerrbaren Zufluß (a,b) eines Sperrventils (9) verbunden sind, dessen Abfluß (c) mit dem kolbenseitigen Arbeitsraum (10) des Steuerzylinders verbunden ist.
5. 5. Arbeitszylinder nach einem der AnsprUche 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 der kolbenstangenseitige Arbeitsraum (11) des Steuerzylinders mit einer Druckquelle verbunden ist.