DE3446974A1

DE3446974A1 - Pneumatic-zylinderbaugruppe mit einem verriegelungsmechanismus

Info

Publication number: DE3446974A1
Application number: DE19843446974
Authority: DE
Inventors: Takashi Nagoya Kimura
Original assignee: Nippon Joucomatic Co Ltd
Current assignee: Nippon Joucomatic Co Ltd
Priority date: 1983-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1985-07-11
Also published as: FR2557219A1; JPS60132106A; FR2557219B1; DE3446974C2; US4619188A; JPS6245403B2

Description

Pneumatikzylinderbaugruppe mit einem Verrietelungsmechanisnras

Die Erfindung bezieht sich, auf eine Pneumatikzylinderbaugruppe mit einem Yerriegelungsmechanismus der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Bei derartigen Pneumatikzylinderbaugruppen dient der Verriegelungsmechanismus dazu, die Kolbenstange während des Hubes des Kolbens an einer gewünschten Stelle oder bei Ausfall der Druckluftzufuhr zu verriegeln.

Pneumatikzylinderbaugruppen mit Verriegelungsmechanismen sind bekannt. Fig. 4 zeigt beispielsweise einen Verriegelungsmechanismus vom Strömungsmitteldruck-Typ, wie er bei einigen bekannten Pneumatikzylinderbaugruppen verwendet wird. Dieser Verriegelungsmechanismus weist eine Hydraulikdruckerz eugungseinrichtung 103 auf, die betriebsmäßig mit einer Bremse 102 in dem Pneumatikzylinder 101 verbunden ist. Die Kraft einer Feder 104, die in die Hydraulikdruckerzeugungseinrichtung 103 eingefügt ist, wird in einen Druck der Hydraulikflüssigkeit 105 umgewandelt, wobei dieser Druck auf den Außenumfang eines Bremsmetalls

106 in der Bremse 102 ausgeübt wird. Als Ergebnis wird das einen Schlitz 106' aufweisende Bremsmetall 106 in Radialrichtung zusammengedrückt, so daß die Kolbenstange

107 aufgrund der Reibung zwischen dem Bremsmetall 106 und der Kolbenstange 107 gebremst und gestoppt wird.

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Fig. 5 zeigt einen weiteren bekannten Verriegelungsmechanismus, der als Verriegelungsmechanismus vom mechanischen Typ bezeichnet werden kann. Dieser Verriegelungsmechanismus weist eine Spanneinrichtung 114- mit einer Keilfunktion auf, die mit einem Verriegelungskolben 113 verbunden ist, der mit Hilfe einer Feder 112 federnd in einem Verriegelungszylinder 111 befestigt ist, der an dem Pneumatikzylinder 110 angebracht ist. Wenn die Spanneinrichtung 114- betätigt wird, drückt sie gegen eine Vielzahl von Kugeln 115, die ihrerseits gegen einen kreisringförmigen Verriegelungsschuh 117 am Umfang der Kolbenstange 116 drücken, wodurch die Kolbenstange 116 verriegelt wird.

Der Verriegelungsmechanismus vom Strömungsmitteldruck-Typ ist vorteilhaft, weil die Kolbenstange 107 durch einen Druck gebremst werden kann, der gleichförmig auf den gesamten Umfang des Bremsmetalls 106 wirkt, wodurch sich eine ausgezeichnete Lebensdauer aufgrund der geringen Abnutzung des Bremsmetalls 106 ergibt. Dieser Verriegelungsmechanismus weist jedoch den Nachteil auf, daß der Hydraulikdruckerzeugungsmechanismus 105 seitlich von dem Pneumatikzylinder 101 vorspringt, so daß die Größe der Pneumatikzylinderbaugruppe extrem groß ist, und weiterhin ergeben sich in vielen Fällen Probleme aufgrund eines Ausleckens der Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des Mechanismus.

Andererseits weist auch der Verriegelungsmechanismus vom mechanischen Typ verschiedene Nachteile auf, obwohl er eine kompakte Konstruktion der Pneumatikzylinderbaugruppe insgesamt ergibt. Bei diesem Verriegelungsmechanismus ist es insbesondere nachteilig, daß der Bremsdruck nicht

gleichförmig über die gesamten Teile des Verriegelungsschuhs oder des Bremsmetalls 117 aufgebracht werden kann, wie dies beim Verriegelungsmechanismus vom Strömungsmitteldruck-Typ der Pail ist. Entsprechend kommt der Verriegelungsschuh 117 mit der Kolbenstange 9 lediglich an ausgewählten Stellen in Berührung, so daß die Kolbenstange örtlich abgenutzt wird, was zu einer kürzeren Lebensdauer führt. Zusätzlich ergibt sich beim Lösen der Keilfunktion der Spanneinrichtung 114 zum Zeitpunkt der Entriegelung in vielen Fällen eine gewisse Verzögerung. Weil in den Druckkammern 119, 120 auf den beiden Seiten des Kolbens 118 während der Verriegelung unterschiedliche Pneumatikdrücke auftreten, kann die Verzögerung der Freigabe der Keilfunktion eine Vergrößerung des Druckdifferentials längs des Kolbens ergeben, was zu einer fehlerhaften Betriebsweise der PneumatikZylinderbaugruppe führt. Weiterhin weist ein Verriegelungsmechanismus vom mechanischen Typ aufgrund seiner Eigenart eine Verringerung des Wirkungsgrades aufgrund der Reibung in den verschiedenen mechanischen Teilen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Pneumatikzylinderbaugruppe der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Kolbenstange mit hohem Wirkungsgrad und ausgezeichneten Ansprecheigenschaften verriegeln und entriegeln kann, wobei die Haltbarkeit des Bremsmetalls zum Aufbringen des Bremsdruckes auf die Kolbenstange verbessert ist und wobei selbst nach einer erheblichen Abnutzung des Bremsmetalls der auf dieses ausgeübte Druck leicht nachgestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des

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Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansieht einer ersten Ausführungsform der Pneumatikzylinderbaugruppe mit einem Verriegelungsmechanismus,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie H-II nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Längsschnittansieht eines wesentlichen Teils einer zweiten Ausführungsform der Pneumatikzylinderbaugruppe ,

Fig. M- und 5 Längsschnittansichten verschiedener Beispiele bekannter Pneumatikzylinderbaugruppen mit Verriegelungsmechanismen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform einer Pneumatikzylinderbaugruppe mit einem Verriegelungsmechanismus gezeigt. Die allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnete Pneumatikzylinderbaugruppe besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Pneumatikzylinder 2 und einem

- ίο -

Verriegelungsmechanismus 15· Der Pneumatikzylinder 2 weist eine Zylinderbuchse 3 auf, an deren "beiden Enden eine Kopfabdeckung 4- und eine Kolbenstangenabdeckung 6 befestigt sind, die mit einem Anschluß 5 bzw. einem Anschluß 7 versehen sind. Die Zylinderbüchse 3 nimmt einen Kolben 8 verschiebbar auf, so daß eine erste Pneumatikkammer 2a und eine zweite Pneumatikkammer 2b auf den beiden Seiten des Kolbens 8 in der Zylinderbüchse 3 gebildet werden. Eine an dem Kolben 8 befestigte Kolbenstange 9 erstreckt sich verschiebbar durch eine Kolbenstangenbohrung 10 in der Kolbenstangenabdeckung 6 in Richtung auf den Verriegelungsmechanismus 15· An dem dem Verriegelungsmechanismus 15 benachbarten Ende der Kolbenstangenabdeckung 6 ist ein kreisringförmiger Vorsprung 11 ausgebildet, der in ein Ende einer kreisringförmigen Unterteilung oder eines zylindrischen Teils 18 eines Bremskörpers 16 paßt, der einen Teil des Verriegelungsmechanismus 15 bildet. Stufen 12 und 13 ₅ die Halterungen für ein Bremsmetall 25 und eine flexible dünnwandige Hülse 27 bilden, sind in dem Kranz um die Kolbenstangenbohrung 10 in der Kolbenstangenabdeckung 6 derart ausgebildet, daß sie an den Innenumfang des kreisförmigen VorSprunges 11 angrenzen. Eine eine Halterung für ein Rohr 32 bildende Stufe 14· ist am äußeren Umfangsteil der gleichen Endoberfläche der Kolbenstangenabdeckung 6 ausgebildet, wie die Stufen 12 und 13.

Der Verriegelungsmechanismus 15 besteht hauptsächlich aus dem Bremskörper 16, der einen Flanschteil 17 und einen damit einstückig ausgebildeten zylindrischen Teil 18 aufweist. Der Bremskörper 16 weist eine Innenbohrung 19 auf, deren zum Plansch 17 benachbartes Ende eine

Kolbenstangenbohrung 20 zur verschiebbaren Aufnahme der Kolbenstange 9 bildet. Den Stufen 12, 13 auf der Kolbenstangenabdeckung 6 entsprechende Stufen 21 und 22 sind an der Wand der Kolbenstangenbohrung 10 ausgebildet, um das Bremsmetall 25 "und die flexible dünnwandige Hülse 27 zu haltern- Umfangswülste 23 und 24- sind auf den inneren Umfangsflachen der Bohrung 19 an beiden axialen Endteilen der Kolbenstangenbohrung 19 ausgebildet.

Das Bremsmetall 25 weist eine rohrförmige Form mit einer Innenbohrung auf, die so bemessen ist, daß sie die Kolbenstange 9 aufnimmt. Ein Axialschlitz 26 ist in der Wand des Bremsmetalls 25 über die gesamte Länge ausgebildet, so daß das Bremsmetall 25 in Radialrichtung zusammenziehbar ist. Andererseits besteht die flexible dünnwandige Hülse 27 aus Urethangummi und weist eine rohrförmige Form auf, die so bemessen ist, daß sie auf den Außenumfang des Bremsmetalls 25 paßt. Eine erste Druckkammer A_x, ist zwischen der äußeren Umfangsfläche der flexiblen dünnwandigen Hülse 27 "und der inneren Umfangsfläche des Bremskörpers 16 ausgebildet, wenn das Bremsmetall 25 und die flexible dünnwandige Hülse 27 zusammengebaut und derart befestigt werden, daß sie von den Stufen 12, 13 auf der Kolbenstangenabdeckung 6 und den Stufen 21, 22 auf dein Bremskörper 16 gehaltert werden.

Ein Steuerkolben 36 paßt verschiebbar über den zylindrischen Teil des Bremskörpers 16. Die äußere Umfangsfläche des Steuerkolbens 36 ist abgestuft, so daß dieser Kolben 36 einen Abschnitt 28 mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 29 mit kleinem Durchmesser aufweist. 'Verbindungsbohrungen 30 mit vorgegebenem Durchmesser sind in

dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser derart ausgebildet, daß sie sich in Radialrichtung erstrecken. Eine der Stufe 14 auf der Kolbenstangenabdeckung 6 entsprechende Stufe 31 ist auf der Innenoberfläche (rechte Endoberfläche bei Betrachtung der Fig. 1) des Bremskörpers 16 ausgebildet. Ein Rohr 32 ist an seinen beiden Enden durch diese Stufen 14 und 31 gehaltert. Eine Kolbenkammer 35 wird durch die innere Umfangsfläche des Rohres 32 und die äußere Umfangsfläche des zylindrischen Teils 18 des Bremskörpers 16 umgrenzt. Der Steuerkolben 36 ist verschiebbar in dieser Kolbenkammer 35 angeordnet. Ein Schauloch 33 und eine Auslaßöffnung 34 sind in der Wand des Rohres 32 ausgebildet. Das Rohr 32, die Kolbenstangenabdeckung 6 und der Bremskörper 16 bilden zusammen das Gehäuse des Yerriegelungsmechanismus.

Der Raum in der Kolbenkammer 35 ist durch den Steuerkolben 36 in eine Federkammer 35^a und eine Bremsenfreigabekamtner 35t» unterteilt. Der Steuerkolben 36 weist einen Kolbenkörper 37 auf, der entlang der äußeren Umfangsfläche des den großen Durchmesser aufweisenden Abschnittes 28 des Bremskörpers 16 und der inneren Umfangsfläche des Rohres 32 gleiten kann. Der Steuerkolben 36 weist weiterhin einen Schieber 38 auf, der entlang der äußeren Umfangsfläche des einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnittes 29 gleiten kann. Der Kolbenkörper 37 und der Schieber 38 sind miteinander über eine Schürze 39 verbun-. den. Die Schürze 39 ist mit einer Ausnehmung 40 versehen, die in der inneren Umfangsfläche der Schürze ausgebildet ist und eine derartige Breite aufweist, daß sie sich über die den großen und den kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitte 28 und 29 erstreckt. Die Ausnehmung 40 wirkt

mit der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnittes 18 zusammen, um eine zweite Druckkammer Ap zu umgrenzen, die mit der ersten Druckkammer A^ durch die kleinen radialen Verbindungsbohrungen 30 in dem den kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt 29 in Verbindung steht.

Als Ergebnis der Bewegung des Steuerkolbens 36 ändern sich die Positionen der einen großen und einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitte 28 und 29 des Kolbens 36 bezüglich der zweiten Druckkammer Ap, so daß das Volumen dieser Kammer Ap geändert wird. Die Bremsenfreigabekammer 35^ steht mit einem Bremsenfreigabeanschluß 41 in Verbindung, der in dem Flansch 17 ausgebildet ist, während die Federkammer 35& eine Feder 42 aufnimmt, die den Steuerkolben 36 in Richtung auf die Bremsenfreigabekammer 35*> drückt. Die Federkammer 35a steht mit der Atmosphäre über die Auslaßöffnung 3^ in Verbindung, die in dem Rohr 32 ausgebildet ist. Der Flansch 17 ist mit einer zylindrischen Druckkammervolumen-Einstellkammer K₇. verbunden, die sich radial nach außen hin öffnet. Ein kleiner Kolben 44 mit einem Schraubengewinde 45 ist in die Kammer A^ eingeschraubt, wobei seine Stellung frei einstellbar ist. Der kleine Kolben 44 weist eine Axialbohrung 46 am oberen Endkranz auf, die einen konischen Sitz für eine kleine Stahlkugel 47 bildet. Eine Abdichtschraube 48 ist in den kleinen Kolben 44 auf der Oberseite der Stahlkugel 47 eingeschraubt. Ein Gummigel G als Druckübertragungsmedium füllt den Raum in der Volumeneinstellkammer A^, der ersten Druckkammer A_x. und der zweiten Druckkammer A₉, die miteinander in Verbindung stehen.

Dieses Gummigel G kann ein elastisches Vergußgel sein, wie es üblicherweise bei elektrischen Nachrichtenübertragungsgeräten verwendet wird. Dieses Gummigel G kann beispielsweise durch Vulkanisieren eines Gels der Bezeichnung "Shinetsu Silicone KE 104· Ge", das von der Shinetsu Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha erzeugt wird, bei niedrigen Temperaturen und unter der Einwirkung eines Katalysators Fr. 104 der gleichen !irma zubereitet werden.

Das Gesamtvolumen der Kammern A_x,, A^ und A^ ist mit Hilfe des kleinen Kolbens 44 einstellbar. Wenn die Zuführung des Pneumatikdruckes an die Bremsenfreigabekammer 35b gestoppt wird, wird der Steuerkolben 36 in Richtung auf die Bremsenfreigabekammer 35ΐ> durch die Wirkung der Feder 42 vorgespannt, so daß das Gummi G in der zweiten Druckkammer Ap zusammengedrückt wird, bis die Endoberfläche E,, des Kolbenkörpers 37 des Steuerkolbens 36 in Berührung mit dem dem Flansch 17 benachbarten Ende kommt. Der auf diese Weise in der zweiten Kammer Ap erzeugte Druck pflanzt sich in dem Gummi G zur ersten Druckkammer A^ hin fort, so daß das Bremsmetall 25 gleichförmig mit Hilfe der flexiblen dünnwandigen Hülse 27 auf die äußere Umfangsflache der Kolbenstange 9 aufgepreßt wird, so daß die Kolbenstange 9 aufgrund des Reibungswiderstandes zwischen der Kolbenstange 9 und dem Bremsmetall 25 gestoppt wird.

Die Betriebsweise und die Vorteile der ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind wie folgt:

Im Betrieb wird Druckluft von einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle in die Bremsenfreigabekammer 35t> über den

Bremsenfreigabeanschluß 41 zugeführt. Entsprechend wi-rd der Steuerkolben 36 durch die von dem Pneumatikdruck erzeugte Kraft, die die Kraft der Feder 42 überwindet, in Richtung auf die Kolbenstangenabdeckung 6 gedrückt. In diesem Fall wird daher kein Druck in der zweiten Druckkammer A~ erzeugt, so daß das Bremsmetall 25 sich frei ausdehnen kann und der Schlitz seine unbelastete Breite annimmt. In diesem Zustand wird das Bremsmetall 25 nicht gegen die Kolbenstange 9 angedrückt, so daß sie frei in Axialrichtung angetrieben werden kann. Die Kolbenstange befindet sich damit im entriegelten Zustand. In diesem Zustand wird die Kolbenstange 9 durch die selektive Zuführung und Abgabe von Druckluft in und aus den ersten und zweiten Baeumatikkammern 2a und 2b über die Anschlüsse 5 und 7 nach links und rechts gemäß Fig. 1 angetrieben.

Wenn die Druckluft in der Bremsenfreigabekammer abgelassen wird, so wird der Steuerkolben 36 durch die Feder derart bewegt, daß das Gummigel G- in der zweiten Druckkammer Ao unter Druck gesetzt wird, tun einen Druck zu erzeugen, der über die Verbindungsbohrungen 30 zum Gummigel G in der ersten Druckkammer A_x, weitergeleitet wird, so daß das Bremsmetall 25 durch die Verformung der flexiblen dünnwandigen Hülse 27 in Radialrichtung nach innen gedrückt wird. Entsprechend kommt das Bremsmetall 25 aufgrund einer Verringerung der Breite seines Schlitzes in Druckberührung mit der Kolbenstange 9» so daß die Kolbenstange 9 gestoppt wird. Es ist damit möglich, die Kolbenstange 9 nach dem Abgeben der Druckluft aus der Bremsenfreigabekammer 35b ohne jede Verzögerung zu stoppen, und zwar unabhängig von der Position der

Kolbenstange 9·

Dies bedeutet, daß die Kolbenstange 9 gestoppt und an der jeweiligen Position festgehalten wird, wenn die Antriebs-Druckluft Versorgung aus irgendeinem Grunde in unerwünschter Weise ausfällt. Wenn die Druckluftversorgung wieder vorhanden ist, wird Luft an den Pneumatikzylinder 2 und gleichzeitig auch an die Bremsenfreigabekammer 35t> geliefert, so daß die Kolbenstange 9 unmittelbar wieder entriegelt wird und ihren Betrieb wieder aufnehmen kann.

Der beschriebene Verriegelungsmechanismus kann mit einer ausgezeichneten Ansprecheigenschaft arbeiten, weil der Verriegelungsvorgang durch eine radiale Zusammenziehung des Bremsmetalls 25 durch einen Druck hervorgerufen wird, der in der zweiten Druckkammer Ap als Ergebnis der Wirkung der Feder 42 erzeugt wird. Der Entriegelungsvorgang kann insbesondere deshalb ohne jede Verzögerung erfolgen, weil dieser Vorgang ohne das Auftreten irgendeiner wesentlichen mechanischen Reibung erzielt wird, die bei dem Verriegelungsmechanismus vom üblichen mechanischen Typ nicht vermieden werden kann, so daß bei dem beschriebenen Verriegelungsmechanisnius Probleme, wie beispielsweise eine zufällige Betriebsweise aufgrund der Verzögerung der Entriegelung, vollständig beseitigt sind. Die Verwendung des Gummigels G als Druckübertragungsmedium beseitigt die Notwendigkeit für Leckverhinderungsmaßnahmen, wie sie bei üblichen Strömungsmitteldruck-Verriegelungsmechanismen unerläßlich sind. Die Packungsdichtungen in den geweiligen Druckkammern werden verwendet, wenn diese Kammern mit dem Gummigel gefüllt werden, und sie können entsprechend vom Standpunkt des Betriebsprinzips der

Pneumatikzylinderbaugruppe her gesehen fortgelassen werden. Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß auch das Bremsmetall 25 eine lange Lebensdauer aufweist, weil der gesamte Teil des Bremsmetalls gleichförmig auf die Kolbenstange 9 gedruckt wird, was mit Hilfe der Verwendung des Gummigels G als Druckübertragungsmedium erreicht wird. Weiterhin kann die Pneumatikzylinderbaugruppe 1 insgesamt eine kompakte Konstruktion mit sauberem Aussehen aufweisen, weil praktisch kein Teil vorhanden ist, der in Radialrichtung von der äußeren Umfangsoberfläche des Pneumatikzylinders vorspringt.

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform der Pneumatik zylinderbaugruppe anhand der Fig. 3 erläutert.

Die zweite Ausführungsform der Pneumatikzylinderbaugruppe weist einen Verriegelungsmechanismus 51 auf, der als von dem Pneumatikzylinder 2 getrennter Körper ausgebildet ist. Der Verriegelungsmechanismus 51 ist im wesentlichen durch zwei Endkappen 52, 53 mit jeweiligen Flanschen, ein Rohr 5^- "und einen Steuerkolben 55 gebildet. Eine erste Schieberwand 56 rait einem großen Durchmesser ist auf der Innenoberfläche der Endkappe 52 ausgebildet. Eine Ausnehmung 57 in der Innenoberfläche der Schieberwand 56 umgrenzt teilweise eine Druckkammer A^,. Eine zweite Schiebervrand 58 mit kleinem Durchmesser ist auf der Innenoberfläche der Endkappe 53 ausgebildet. Die Innenoberfläche dieser Schieberwand 58 weist eine Ausnehmung 59 auf, die teilweise die Druckkammer A^, umgrenzt. Ein Außengewinde 61 für den Eingriff mit einem Schraubengewinde 60 in der Endkappe 52 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche des Rohres 5^ an einem axialen Ende des letzteren

ausgebildet. Ein Innengewinde 63 am anderen Ende des Rohres 54· steht mit einem Außengewinde 62 in Eingriff, das auf der Endkappe 53 ausgebildet ist. Die Endkappen 52 und 53 weisen Mittelbohrungen 52A, 53-A- ²^r Aufnahme der Kolbenstange 9 auf und sie weisen weiterhin Stufen 52B und 53B auf, die das Bremsmetall 25 und die flexible dünnwandige Hülse 27 ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform haltern. Wenn beide Endkappen in geeigneter Weise auf das Rohr 5^- aufgeschraubt sind, gelangen die Enden der Schieberwände 56 "und 58 in eine einander gegenüberliegende Stellung, wobei ein vorgegebener Spalt T verbleibt. In diesem Zustand wird die erste Druckkammer A_x, zwischen der äußeren Umfangsflache der flexiblen dünnwandigen Hülse 27 und den Schieberwänden 56 und 58 ausgebildet, während eine Kolbenkammer 64 zwischen dem Rohr 54- und den Außenoberflächen der Schieberwände 56 und 58 gebildet wird. Diese Kolbenkammer 64 nimmt einen Steuerkolben 55 auf, der wie im Pail der ersten Ausführungsform einen Kolbenkörper 65» einen Schieber 66 und eine Schürze 67 aufweist. Der Steuerkolben 55 unterteilt den Raum in der Kolbenkammer 64- in zwei Abteilungen, nämlich eine Federkammer 64a und eine Bremsenfreigabekammer 64b. Die ?ederkammer 64a nimmt eine Feder 42 auf, die zur Vorspannung des Kolbens 55 in einer Richtung dient. Die Schürze 67 ist mit einer Ausnehmung 68 in der inneren Umfangsfläche versehen, so daß eine zweite Druckkammer Ap zwischen der Schürze 67 und den Schieberwänden 56, 58 gebildet wird. Diese zweite Druckkammer Ap steht mit der ersten Druckkammer A. über den erwähnten Spalt T in Verbindung. Die auf diese Weise gebildeten Druckkammern A^, und Ap sind mit einem leicht verformbaren Druckübertragungsmedium gefüllt, beispielsweise mit Letten G', wie es üblicherweise

in Handwerkzeugen verwendet wird.

Die Bezugsziffer 69 bezeichnet ein Schauloch, das in der Wand des Rohres 54- ausgebildet ist, während die Bezugsziffer 70 eine Auslaßöffnung bezeichnet, die ebenfalls in der Wand des Rohres 54- ausgebildet ist. Ein Bremsenfreigabeanschluß 711 der mit der Bremsenfreigabekammer 64b in Verbindung steht, ist in der Endkappe 52 ausgebildet.

Beim Zusammenbau wird die Kolbenstange 9 in den Verriegelungsmechanismus 51 eingesetzt, der seinerseits mit dem Pneumatikzylinder 2 beispielsweise mit Hilfe von Schrauben vereinigt wird. Der Pneumatikzylinder 2 selbst weist eine Konstruktion auf, die im wesentlichen gleich der der ersten Ausführungsform ist. Wie im Fall der ersten Ausführungsform ist eine Druckkammervolumen-Einstellkammer A^ vorgesehen, die mit der ersten Druckkammer A^, in Verbindung steht und in der Endkappe 52 ausgebildet ist.

Diese zweite Ausführungsform der Pneumatikzylinderbaugruppe arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie die erste Ausführungsforra. Wenn Druckluft in der Bremsenfreigabekammer 64 während des Hubes der Kolbenstange 9 abgelassen wird, bewegt sich der Steuerkolben 55 unter der Wirkung der Feder 42, so daß das Druckübertragungsmedium in der zweiten Druckkammer Ap unter Druck gesetzt wird, wodurch ein Druck erzeugt wird, der seinerseits in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform wirkt. Dieser Verriegelungsmechanismus 51 ist als von dem Pneumatikzylinder 2 getrennter Körper ausgebildet und ist lösbar an dem Pneumatikzylinder 2 befestigt, so daß die Reparatur der Pneumatikzylinderbaugruppe vereinfacht

Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen kann der Betriebszustand des Verriegelungsmechanismus beispielsweise dadurch überprüft werden, daß die Position des Druckübertragungsmediums, wie beispielsweise des Gummigels G oder des Lettens G¹,durch Betrachtung der Position der Steuerkolben 36, 55 durch die Schaubohrungen 33, 69 überprüft wird. Zur Erleichterung dieser Überprüfung können die äußeren Umfangsflachen der Steuerkolben 36, 55 wit einer Markierungslinie versehen sein. Der kleine Kolben 44 ermöglicht die Einstellung der Betriebsweise in Abhängigkeit von irgendeiner Änderung des Betriebszustandes, wie beispielsweise einer Ausdehnung oder Zusammenziehung des Druckübertragungsmediums aufgrund einer Änderung der Umgebungslufttemperatur. Durch Einschrauben und Herausschrauben des kleinen Kolbens 44 in bzw. aus der Einstellkammer A^ wird das Gesamtvolumen der Druckkammern geändert, um eine derartige Änderung der Betriebsbedingungen zu kompensieren. Wenn das Bremsmetall 25 abgenutzt ist, verschlechtert sich der Zustand für den Kontakt des Bremsmetalls 25 mit der Kolbenstange 9 in nachteiliger Weise. Ein guter Kontaktzustand kann jedoch wieder dadurch erreicht werden, daß der kleine Kolben 44 in die Einstellkammer A, hineingeschraubt wird, um auf diese Weise das Gesamtvolumen der Druckkammern zu verringern.

Die Verwendung von Gummigel oder von Letten als leicht verformbarem Druckübertragungsmedium stellt nur Beispiele dar und das Druckübertragungsmedium kann durch irgendein anderes geeignetes Material gebildet sein, beispielsweise ein leicht verformbares pulverisiertes oder granuliertes

Material, oder es kann weiches Gummi wie beispielsweise ein Urethangummi mit niedriger Steifigkeit verwendet werden.

Wie dies aus der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erkennbar ist, ist es möglich, die Kolbenstange selbst in dem Pail zu stoppen und zu verriegeln, wenn eine Unterbrechung der Antriebsdruckluftvers orgung an die Bremsenfreigabekammer aufgrund irgendwelcher Probleme in dem Antriebsdruckluftversorgungssystem auftritt, weil das Bremsmetall ausfallsicher durch den Druck angepreßt wird, der durch die Vorspanneinrichtung, wie beispielsweise die Feder, erzeugt wird, und der über das Druckübertragungssystem in den ersten und zweiten Druckkammern übertragen wird.

Damit hängen bei der Pneumatikzylinderbaugruppe der Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang von der radialen Zusammenziehung und Ausdehnung des Bremsmetalls ab, wobei die Zusammenziehung und Ausdehnung durch das Aufbringen und Entfernen eines Druckes erreicht wird, der in der zweiten Druckkammer als Ergebnis der Umwandlung einer mechanischen Kraft erzeugt xtfird. Daher kann der Verriegelungs- und Entriegelungsvorgang mit hohen Betriebs-Ansprecheigenschaften erfolgen. Insbesondere erfolgt die Entriegelung ohne wesentliche Verzögerung, so daß Probleme, wie beispielsweise eine zufällige Betriebsweise, beseitigt werden, die bei üblichen mechanischen Pneumatik Zylinderbaugruppen aufgrund der Verzögerung in der Entriegelung auftraten, die sich aus der Reibung der verschiedenen mechanischen Teile ergab.

Weiterhin wird das Auslecken des Druckübertragungsmediums praktisch vollständig verhindert, weil eine leicht verformbare Substanz, wie beispielsweise ein Gumtnigel,
Letten oder dergleichen, als Druckübertragungsmedrum
verwendet wird.

Weil das Bremsmetall über die gesamte Fläche mit der Kolbenstange während des Brems- und Verriegelungsvorganges
in Berührung kommt, weist dieses Bremsmetall eine wesentlich längere Lebensdauer auf.

Die beschriebenen Ausführungsforrnen der Pneumatikzylinderbaugruppe weisen eine einfache Konstruktion und ein sauberes Aussehen auf, weil praktisch kein Teil in Radialrichtung von der äußeren Umfangsfläche des PneumatikZylinders aus vorspringt.

Claims

Patentanwälte " .*- " "ί " Dip>.-4tag. Curt Wallach Europäische Patentvertreter *"" '" ''" ^iplV-l n:g. 6 ü nther Koch European Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach ^ L L β 9 7 L Dipl.-lng. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 · Telex 5 29 513 wakai d 2 1. DEZ. 1984 Datum: Unser Zeichen: -]8 079 Pneumatikzylinderbaugruppe mit einem Verriegelungsmechanisnms Patentansprüche:

1. Eaeumatikzylinderbaugmppe mit einem Verriegelungsmechanismus, mit einem Pneumatikzylinder mit einer Zylinderbüchse, in der ein Kolben verschiebbar angeordnet ist und eine Kolbenstange aufweist, die sich von dem Kolben aus der Zylinderbüchse heraus erstreckt, und mit einem Verriegelungsmechanismus, der die Kolbenstange selektiv gegen eine Bewegung verriegeln kann, dadurch gekennzeichnet , daß der "Verriegelungsmechanismus ein benachbart zu der Zylinderbüchse angeordnetes Gehäuse (6, 16, 32; 6, 52, 54) aufweist, durch das sich die Kolbenstange (9) verschiebbar hindurch erstreckt, daß ein flexibles rohrförmiges Bauteil (25, 26) in dem Gehäuse derart angeordnet ist, daß es die Kolbenstange umgibt, wobei das flexible rohrförmige Bauteil (25, 26) in radialer Richtung zusammenziehbar und ausdehnbar ist, um die Kolbenstange (9) zu verriegeln bzw. zu entriegeln, daß eine kreisringförmige, ein

veränderliches Volumen aufweisende Kammer (A., A~) um das flexible rohrförmige Bauteil (25, 26) herum angeordnet ist, daß eine Volumenänderungseinrichtung (35b, 36, 4-2; 64b, 55, 42) zur Änderung des Volumens der ein veränderliches Volumen aufweisenden Kammer (A^, Ap) vorgesehen ist und daß ein Druckübertragungsmedium (G, G')in der ein veränderliches Volumen aufweisenden Kammer angeordnet ist und auf das flexible rohrförmige Bauteil (25, 26) eine Druckänderung übertragen kann, die in der ein veränderliches Volumen aufweisenden Kammer als Ergebnis einer Volumenänderung hervorgerufen wird.

Eneumatikzylinderbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ein veränderliches Volumen aufweisende Kammer eine erste Druckkammer (A^,), die zwischen der äußeren Umfangsfläche des flexiblen rohrförmigen Bauteils und der inneren Urnfangsfläche einer ki»eisringförmigen Unterteilungswand (118) gebildet ist, die sich in dem Gehäuse in axialer Richtung erstreckt und einen einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt (28, 56) und einen einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt (29, 58) aufweist, und eine zweite Druckkammer (Ap) einschließt, die durch eine abgestufte äußere Umfangsfläche der kreisringförmigen Unterteilungswand und eine Ausnehmung (40, 68) gebildet ist_? die in der inneren Umfangsfläche eines Steuerkolbens (36, 55) ausgebildet ist, der verschiebbar über die abgestufte äußere Umfangsfläche aufgesetzt ist, daß die zweite Druckkammer (A₀) mit der ersten

Druckkammer (A^) über Verbindungsbohrungen (30) oder einen kreisringförmigen Spalt (T) in Verbindung steht, der in der kreisringförmigen Unterteilungswand ausgebildet ist, daß sich die zweite Druckkammer (Ao) über den einen großen Durchmesser aufweisenden Abschnitt und den einen kleinen Durchmesser aufweisenden Abschnitt der kreisringförmigen Unterteilungswand erstreckt und daß das Volumen der zweiten Druckkammer (Ap) als Ergebnis der axialen Schiebebewegung des Steuerkolbens (36, 55) gegenüber der kreisringförmigen Unterteilungswand (118) änderbar ist.

Baeumatikzylinderbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenänderungseinrichtung einen Kolbenkörper (37» 65) einschließt, der an einem axialen Ende des Steuerkolbens (36, 55) ausgebildet und in dem Gehäuse des Verriegelungsmechanismus angeordnet ist, daß der Kolbenkörper verschiebbar in einer Zylinderkammer (35> 64) angeordnet ist, die um die äußere Umfangsfläche der kreisringförmigen Unterteilungswand in dem Gehäuse ausgebildet ist, daß eine Bremsenfreigabekammer (35^? 64b) auf einer Seite des Steuerkolbens benachbart zu dem Kolbenkörper in der Zylinderkammer ausgebildet ist, und daß eine Vorspanneinrichtung (42) auf der dem Kolbenkörper gegenüberliegenden Seite des Steuerkolbens angeordnet ist und den Steuerkolben in Richtung auf die Bremsenfreigabekammer vorspannt.

4-. Pneumatikzylinderbaugruppe nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (4-2) den Steuerkolben in einer Richtung vorspannt, in der das Volumen der zweiten Druckkammer (A-) verringert wird, und daß sich der Kolbenkörper bei Speisung der Bremsenfreigabekammer mit einem Druckströmungsmedium von einer Druckströmungsmediumsquelle in einer Richtung bewegen kann, in der das Volumen der zweiten Druckkammer (Ao) gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung vergrößert wird.

5. Pneumatikzylinderbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Verriegelungsmechanismus weiterhin eine Volumeneinstellkammer (A₅.) aufweist, die in dem Gehäuse des Verriegelungsmechanismus ausgebildet ist und mit der ein veränderliches Volumen aufweisenden Kammer in Verbindung steht, daß die Volumeneinstellkammer einen Teil des Druckübertragungsmediums aufnimmt und daß der Druck des Druckübertragungsmediums in der ein veränderliches Volumen aufweisenden Kammer durch eine Änderung des Volumens der Volumeneinstellkammer einstellbar ist.

6. Eneumatikzylinderbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckübertragungsmedium durch ein leicht verformbares Material gebildet ist.

7· Eneumatikzylinderbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Material ein Gummigel ist.

8. Eneumatikzylinderbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Material Letten ist.

9· Eneumatikzylinderbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Material ein granuläres Material ist.

10. Pneumatikzylinderbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das flexible rohrförmige
Bauteil ein rohrförmiges Bremsmetall (25) aufweist, das die Kolbenstange umgibt und einen Axialschlitz
(26) aufweist, daß das Bremsmetall in freiem Zustand eine freie Axialbewegung der Kolbenstange ermöglicht und daß eine flexible dünnwandige Hülse (2?) um das Bremsmetall herum aufgepaßt ist.