DE9400843U1

DE9400843U1 - Working cylinder

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Publication number: DE9400843U1
Application number: DE9400843U
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1994-01-19
Filing date: 1994-01-19
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2004-01-20

Description

G 16437 - les 10.01.1994 Festo KG, 73734 Esslingen G 16437 - les 10.01.1994 Festo KG, 73734 Esslingen

Working cylinder

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder, mit einem Gehäuse, das einen Kolbenraum aufweist, in dem ein durch Beaufschlagung mit einem fluidischen Druckmittel verschiebbarer Kolben angeordnet ist, und mit einer Klemmeinrichtung zur vorübergehenden gehäusefesten Arretierung des KoIbens .The invention relates to a working cylinder with a housing that has a piston chamber in which a piston that can be displaced by being subjected to a fluid pressure medium is arranged, and with a clamping device for temporarily locking the piston in place in the housing.

Ein Arbeitszylinder dieser Art geht aus der DE 31 36 311 C2 hervor. Er ist mit einer Klemmeinrichtung ausgestattet, die ein zeitweiliges Arretieren des Kolbens in beliebigen Axialpositi &ogr;&eegr;en ermöglicht. Die Klemmeinrichtung ist stirnseitig an das Gehäuse angeflanscht und arbeitet mit einer mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange zusammen.A working cylinder of this type is described in DE 31 36 311 C2. It is equipped with a clamping device that allows the piston to be temporarily locked in any axial position. The clamping device is flanged to the front of the housing and works together with a piston rod connected to the piston.

Die bekannte Klemmeinrichtung ist zwar-sehr funktionssicher, verfügt jedoch über einen relativ komplizierten Aufbau mit einer Vielzahl von Bauteilen. Auch bedingt sie eine nicht unbeträchtliche Vergrößerung der Baulänge des Arbeitszylinders.The known clamping device is very reliable, but has a relatively complicated structure with a large number of components. It also requires a not inconsiderable increase in the length of the working cylinder.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Arbeitszylinder gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Klemmeinrichtung einen einfacheren Aufbau hat und kompakte Axial abmessungen des Arbeitszylinders ermöglicht. It is the object of the present invention to create a working cylinder according to the type mentioned at the beginning, the clamping device of which has a simpler structure and enables compact axial dimensions of the working cylinder.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Klemmeinrichtung mindestens ein im Bereich des Außenumfanges des Kolbens angeordnetes Klemmteil aufweist, das im drucklosen Zustand des Kolbenraumes von dem Kolben radial gegen die Kolbenlauffläche des Kolbenraumes angedrückt wird, so daß der Kolben unverschiebbar arretiert ist, und daß der Kolben zumindest teilweise derart biegeelastisch ausgebildet ist, daß er bei Beaufschlagung durch das fluidisehe Druckmittel in Verschieberichtung ausbiegbar ist, so daß sich die von ihm auf das Klemmteil ausgeübte radiale Andrückkraft infolge einer geringfügigen Verringerung des Kolbendurchmessers reduziert und ein Verschieben des Kolbens möglich ist.This object is achieved in that the clamping device has at least one clamping part arranged in the area of the outer circumference of the piston, which is pressed radially against the piston running surface of the piston chamber by the piston in the depressurized state of the piston chamber, so that the piston is immovably locked, and that the piston is at least partially designed to be flexible in such a way that it can be bent in the direction of displacement when acted upon by the fluid pressure medium, so that the radial pressure force exerted by it on the clamping part is reduced as a result of a slight reduction in the piston diameter and displacement of the piston is possible.

Auf diese Weise erfolgt eine automatische gehäusefeste Klemmung des Kolbens immer dann, wenn der Kolbenraum drucklos ist. Der Kolben wirkt hierbei radial auf das mindestens eine Klemmteil ein und drückt dieses fest von radial innen her gegen die Kolbenlauffläche. Wird demIn this way, the piston is automatically clamped to the housing whenever the piston chamber is depressurized. The piston acts radially on at least one clamping part and presses it firmly from the inside against the piston running surface. If the

Kolbenraum auf der einen oder anderen Seite des Kolbens unter einem ausreichenden Druck stehendes fluidisches Druckmittel zugeführt, biegt sich der Kolben in Verschieberichtung aus oder durch, wobei sich der Radialabstand des äußeren Kolbenrandes von der Kolbenlauffläche vergrößert, so daß die radiale Vorspannung des mindestens einen Klemmteils reduziert oder aufgehoben wird. Die Reibungskräfte reichen nun nichtmehr aus, um den Kolben gehäusefest zu blockieren, so daß sich der Kolben im Sinne der Druckbeaufschlagung axial verschiebt. Sobald der Druck weggenommen wird, findet an der momentanen Position des Kolbens augenblicklich eine neuerliche Klemmung statt, da der Kolben bestrebt ist, in die Ausgangsstellung zurückzukehren, in der er das mindestens eine Klemmteil gegen die Kolbenlauffläche drückt.If fluid pressure medium under sufficient pressure is supplied to the piston chamber on one or the other side of the piston, the piston bends out or bends in the direction of displacement, whereby the radial distance of the outer piston edge from the piston running surface increases, so that the radial preload of the at least one clamping part is reduced or eliminated. The frictional forces are now no longer sufficient to block the piston firmly to the housing, so that the piston moves axially in the sense of the pressure application. As soon as the pressure is removed, a new clamping takes place at the current position of the piston, since the piston strives to return to the starting position in which it presses the at least one clamping part against the piston running surface.

Da die Klemmeinrichtung im Innern des Arbeitszylinders angeordnet ist, lassen sich kompakte Längenabmessungen verwirklichen. Der Aufbau der Klemmeinrichtung ist äußerst einfach und gewährleistet eine zuverlässige Funktionsweise. Da die Betätigung der Klemmeinrichtung über das zum Verschieben des Kolbens verwendete fluidische Druckmittel erfolgen kann, werden keine besonderen Ansteuermittel benötigt, so daß die Herstellungskosten gering gehalten werden können. Von Vorteil ist auch der vorhandene Sicher-Since the clamping device is arranged inside the working cylinder, compact length dimensions can be achieved. The design of the clamping device is extremely simple and ensures reliable operation. Since the clamping device can be actuated using the fluid pressure medium used to move the piston, no special control means are required, so that the manufacturing costs can be kept low. The existing safety

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heitsaspekt, der darin besteht, daß der Kolben automatisch arretiert wird, wenn während des Betriebes infolge einer Funktionsstörung ein Druckabfall auftreten sollte. Bei dem mit der Klemmeinrichtung ausgestatteten Kolben kann es sich um einen Einzelkolben handeln oder um eine einem weiteren Kolben vorgeschaltete Klemmeinheit.safety aspect, which consists in the piston being automatically locked if a pressure drop occurs during operation as a result of a malfunction. The piston equipped with the clamping device can be a single piston or a clamping unit connected upstream of another piston.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims.

Das Klemmteil ist zweckmäßigerweise als Elastomerteil ausgebildet, das eine gute reibschlüssige Verbindung mit der Kolbenlauffläche verspricht und die erforderliche Verformung des Kolbens begünstigt.The clamping part is expediently designed as an elastomer part, which promises a good frictional connection with the piston running surface and promotes the required deformation of the piston.

Als zweckmäßig wird angesehen, lediglich ein einziges Klemmteil vorzusehen, das ringförmig ausgebildet ist und unter koaxialer Anordnung am Kolben befestigt ist. Auf diese Weise ergibt sich.eine gleichmäßige Radi al klemmung mit hoher Belastbarkeit.It is considered advisable to provide only a single clamping part, which is ring-shaped and attached to the piston in a coaxial arrangement. This results in a uniform radial clamping with high load-bearing capacity.

Das Klemmteil kann von radial außen her auf den Kolben aufgesetzt sein, so daß der Kolben teilweise in das Klemmteil eingebettet ist. Bei Bedarf kann eine feste Fügeverbindung zwischen dem Klemmteil und dem Kolben vorgesehenThe clamping part can be placed on the piston from the outside, so that the piston is partially embedded in the clamping part. If required, a fixed joint can be provided between the clamping part and the piston.

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sein, beispielsweise durch Vulkanisation oder durch Anbringen im Rahmen eines Spritzgußverfahrens.for example by vulcanization or by application as part of an injection molding process.

Wenn das Klemmteil mit einer mit der Kolbenlauffläche zusammenarbeitenden Dichtlippe ausgestattet ist, kann unter Umständen auf weitere Dichtringe verzichtet werden, die üblicherweise zur Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Gehäuse verwendet werden.If the clamping part is equipped with a sealing lip that works together with the piston running surface, it may be possible to dispense with additional sealing rings that are usually used to seal between the piston and the housing.

Bei dem Kolben handelt es sich vorzugsweise um ein federelastisches Scheibenteil, das die Gestalt einer Federstahlplatte haben kann. Eine Förderung des Biegevermögens ist auch dadurch denkbar, daß man den Kolben mit einer wellenähnlich gestalteten Biegepartie versieht, die im Querschnitt insbesondere mäanderförmig gestaltet ist und die Flexibilität erhöht.The piston is preferably a spring-elastic disk part, which can have the shape of a spring steel plate. It is also possible to improve the bending ability by providing the piston with a wave-like bending section, which is particularly meander-shaped in cross-section and increases flexibility.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine erste Bauform des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders in perspektivischer Teildarstellung, stellenweise aufgebrochen, im arretierten Zustand des Kolbens;Fig. 1 shows a first design of the working cylinder according to the invention in a perspective partial view, broken open in places, in the locked state of the piston;

Fig. 2 den Arbeitszylinder aus Fig. 1 im Längsschnitt gesehen, bei arretiertem Kolben;Fig. 2 the working cylinder from Fig. 1 in longitudinal section with the piston locked;

Fig. 3 den Arbeitszylinder aus Fig. 1 im Längsschnitt gesehen, bei gelöstem, sich bewegendem Kolben; undFig. 3 the working cylinder from Fig. 1 in longitudinal section with the piston released and moving; and

Fig. 4 eine weitere Bauform des Arbeitszylinders mit einer Variante bei der Kolbengestaltung, in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellungsweise. Fig. 4 shows another design of the working cylinder with a variant of the piston design, in a representation corresponding to Fig. 2.

Der beispielsgemäße Arbeitszylinder 1 hat ein rohrförmiges Gehäuse 2, von dem lediglich ein Teil seiner Länge abgebildet ist. Die beiden Gehäusestirnseiten sind mittels nicht dargestellter Gehäusedeckel abgeschlossen. Im Innern des Gehäuses 2 befindet sich ein zylindrisch konturierter Kolbenraum 3, der umfangsseitig von einer Kolbenlauffläche ,4 begrenzt ist.The exemplary working cylinder 1 has a tubular housing 2, of which only part of its length is shown. The two housing faces are closed off by means of housing covers (not shown). Inside the housing 2 there is a cylindrically contoured piston chamber 3, which is circumferentially delimited by a piston running surface 4.

In dem Kolbenraum 3 ist ein Kolben 5 angeordnet. Er unterteilt den Kolbenraum 3 in zwei Arbeitsräume 6, 7. Indem in einen der beiden Arbeitsräume 6, 7 unter Druck stehendes fluidisches Druckmittel zugeführt wird, läßt sich der Kolben 5 in Längsrichtung des Kolbenraumes 3 gemäß Doppel-A piston 5 is arranged in the piston chamber 3. It divides the piston chamber 3 into two working chambers 6, 7. By supplying pressurized fluid to one of the two working chambers 6, 7, the piston 5 can be moved in the longitudinal direction of the piston chamber 3 according to the double

pfeil 8 in die eine oder andere Richtung verschieben. Die Druckmittelzufuhr erfolgt über nicht näher dargestellte und meist in den Gehäusedeckeln ausgebildete Druckmittelkanäle. Bei dem fluidischen Druckmittel handelt es sich bevorzugt um Druckluft.arrow 8 in one direction or the other. The pressure medium is supplied via pressure medium channels (not shown in detail) that are usually formed in the housing covers. The fluid pressure medium is preferably compressed air.

Der Kolben 5 kann wie abgebildet mit einer Kolbenstange 12 fest verbunden sein. Sie verläuft koaxial zu dem Kolbenraum 3 und durchsetzt zumindest einen der stirnseitigen Gehäusedeckel. Der außerhalb des Gehäuses 2 liegende Abschnitt der Kolbenstange 12 kann mit einem zu bewegenden Gegenstand verbunden werden.The piston 5 can be firmly connected to a piston rod 12 as shown. It runs coaxially to the piston chamber 3 and passes through at least one of the front housing covers. The section of the piston rod 12 located outside the housing 2 can be connected to an object to be moved.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Kolbenstange 12 mit dem Kolben 5 verschraubt. Zu diesem Zweck verfügt der Kolben 5 über eine zentrale Durchbrechung 13, die bis zur Anlage an einer Stufe auf einen stirnseitigen Gewindeabschnitt 14 der Kolbenstange 12 aufgesteckt und mittels einer Befestigungsmutter 15 gehalten ist.In the embodiment, the piston rod 12 is screwed to the piston 5. For this purpose, the piston 5 has a central opening 13, which is pushed onto a front threaded section 14 of the piston rod 12 until it rests against a step and is held in place by means of a fastening nut 15.

Der Arbeitszylinder 1 zeichnet sich durch eine Klemmeinrichtung 16 aus, die es gestattet, den Kolben 5 und somit auch die Kolbenstange 12 bei Bedarf vorübergehend gehäusefest zu arretieren bzw. zu blockieren. Im arretierten Zustand des Kolbens 5, der in Fig. 1 und 2 vorliegt, ist derThe working cylinder 1 is characterized by a clamping device 16, which allows the piston 5 and thus also the piston rod 12 to be temporarily locked or blocked in the housing if necessary. In the locked state of the piston 5, which is shown in Fig. 1 and 2, the

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Kolben 5 bezüglich des Gehäuses 2 unverschieblich festgelegt. Hingegen ist der Kolben 5 in dem in Fig. 3 angedeuteten freigegebenen Zustand in wenigstens einer Verschieberichtung 17 bezüglich des Gehäuses 2 axial bewegbar.Piston 5 is fixed immovably with respect to the housing 2. In contrast, in the released state indicated in Fig. 3, the piston 5 is axially movable in at least one displacement direction 17 with respect to the housing 2.

Bei den Ausführungsbeispielen ist die Klemmeinrichtung 16 von dem Kolben 5 und von einem an dem Kolben 5 festgelegten ringförmigen Klemmteil 18 gebildet. Das Klemmteil 18 ist koaxial zu dem Kolben 5 angeordnet und im Bereich des Außenumfanges 22 des Kolbens 5 an diesem festgelegt. Bevorzugt sitzt das Klemmteil 18 wie abgebildet von radial außen her auf dem Kolben 5, der mit seinem äußeren umlaufenden, eine Haltepartie 23 bildenden Rand zweckmäßigerweise in das Klemmteil 18 eingebettet ist. Bei dem Klemmteil 18 handelt es sich um ein Elastikteil aus Elastomermaterial, so daß es in bezug zum Kolben 5 verformbar ist.In the embodiments, the clamping device 16 is formed by the piston 5 and by an annular clamping part 18 fixed to the piston 5. The clamping part 18 is arranged coaxially to the piston 5 and is fixed to the piston 5 in the area of the outer circumference 22. Preferably, the clamping part 18 sits radially from the outside on the piston 5 as shown, which is expediently embedded in the clamping part 18 with its outer circumferential edge forming a holding part 23. The clamping part 18 is an elastic part made of elastomer material, so that it is deformable in relation to the piston 5.

Die Abmessungen des Kolbens 5 und des Klemmteils 18 sind so aufeinander abgestimmt, daß das Klemmteil 18 im drucklosen Zustand des Kolbenraumes 3 von dem Kolben 5 gemäß Pfeil 24 radial gegen die Kolbenlauffläche 4 des Kolbenraumes 4 gedrückt wird. Dies ist in Fig. 1 und 2 gezeigt. Hierbei befindet sich der Kolben 5 in dem oben erläuterten arretierten Zustand. Die Blockierung basiert auf den Rei-The dimensions of the piston 5 and the clamping part 18 are coordinated so that the clamping part 18 is pressed radially against the piston running surface 4 of the piston chamber 4 by the piston 5 according to arrow 24 when the piston chamber 3 is depressurized. This is shown in Fig. 1 and 2. Here, the piston 5 is in the locked state explained above. The blocking is based on the friction

bungskräften zwischen dem Klemmteil 18 und der Kolbenlauffläche 4.forces between the clamping part 18 and the piston running surface 4.

Der arretierte Zustand wird dadurch gelöst, daß einem der beiden Arbeitsräume 6, 7 unter einem ausreichenden Druck stehendes fluidisches Druckmittel zugeführt wird. Verdeutlicht wird dies durch die Fig. 3, wo der links gelegene Arbeitsraum 6 unter Druck P gesetzt wurde. Dieser Druck beaufschlagt den Kolben 5 und bewirkt, daß dieser insbesondere in seinem zentralen Bereich geringfügig in der Richtung ausgebogen wird, in der er verschoben werden soll. Durch diese Ausbiegung, die durch die biegeelastische Ausgestaltung des Kolbens 5 begünstigt wird, findet zwangsweise eine Reduzierung des Außendurchmessers des Kolbens 5 statt, so daß die Halterungspartie 2 3 praktisch konzentrisch gemäß Pfeil 29 radial nach innen verlagert wird. Damit wird der auf das Klemmteil 18 ausgeübte radiale Anpreßdruck verringert, so daß die zwischen dem Klemmteil 18 und der Kolbenlauffläche 4 herrschenden Reibungskräfte nicht mehr ausreichen, den einseitig von dem Druckmittel beaufschlagten Kolben 5 an Ort und Stelle zu halten. Infolge dessen bewegt sich der Kolben 5 zusammen mit dem Klemmteil 18 und der Kolbenstange 12 in Verschieberichtung 17 nach rechts.The locked state is released by supplying one of the two working chambers 6, 7 with fluid pressure medium under sufficient pressure. This is illustrated in Fig. 3, where the working chamber 6 on the left has been put under pressure P. This pressure acts on the piston 5 and causes it to be bent slightly, particularly in its central area, in the direction in which it is to be moved. This bending, which is promoted by the flexible design of the piston 5, inevitably leads to a reduction in the outer diameter of the piston 5, so that the mounting section 2 3 is displaced radially inwards in a practically concentric manner according to arrow 29. This reduces the radial contact pressure exerted on the clamping part 18, so that the frictional forces between the clamping part 18 and the piston running surface 4 are no longer sufficient to hold the piston 5, which is acted upon by the pressure medium on one side, in place. As a result, the piston 5 moves together with the clamping part 18 and the piston rod 12 in the displacement direction 17 to the right.

Haben der Kolben 5 oder die Kolbenstange 12 im Rahmen derIf the piston 5 or the piston rod 12 have

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Verschiebebewegung gemäß Pfeil 17 eine gewünschte Axialposition erreicht, in der eine erneute Arretierung erfolgen soll, ist lediglich durch Belüftung des Arbeitsraumes,6 ein erneuter druckloser Zustand herzustellen, wobei der Kolben 5 unverzüglich in die in Fig. 2 gezeigte Ausgangsstellung zurückkehrt, in der er das Klemmteil 18 gegen die Kolbenlauffläche 4 drückt. Die Rückbiegung des Kolbens 5 ist dabei bedingt durch dessen biegeelastische Eigenschaften. Im drucklosen Zustand hat der Kolben 5 immer die Tendenz, die in Fig. 2 gezeigte Ausgangsstellung ei nzunehmen.If a desired axial position is reached by the sliding movement according to arrow 17, in which a renewed locking is to take place, a pressure-free state is to be created again simply by ventilating the working chamber, 6, whereby the piston 5 immediately returns to the starting position shown in Fig. 2, in which it presses the clamping part 18 against the piston running surface 4. The bending back of the piston 5 is due to its flexurally elastic properties. In the pressure-free state, the piston 5 always has the tendency to assume the starting position shown in Fig. 2.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 ist der Kolben 5 als federelastisches Scheibenteil 25 ausgebildet, das eine zentrale Durchbrechung 13 zur Befestigung an der Kolbenstange aufweist. Ohne Einwirkung äußerer Kräfte nimmt das Scheibenteil 25 die in Fig. 2 gezeigte ebene Gestalt ein, in der es in einer rechtwinkelig zur Längsachse der Kolbenlauffläche 4 ausgerichteten Ebene verläuft. Das Scheibenteil 25 hat vorzugsweise eine relativ geringe Breite, beispielsweise im Bereich zwischen 2 und 5 mm. Beim Ausführungsbeispiel besteht es aus Federstahl, wobei anstelle von Metall auch ein geeignetes Kunststoffmaterial durchaus verwendbar wäre.In the embodiment of Fig. 1 to 3, the piston 5 is designed as a spring-elastic disk part 25, which has a central opening 13 for attachment to the piston rod. Without the influence of external forces, the disk part 25 assumes the flat shape shown in Fig. 2, in which it runs in a plane aligned at right angles to the longitudinal axis of the piston running surface 4. The disk part 25 preferably has a relatively small width, for example in the range between 2 and 5 mm. In the embodiment, it is made of spring steel, although a suitable plastic material could also be used instead of metal.

Bei Druckbeaufschlagung eines Arbeitsraumes kann sich das Klemmteil 18 auf Grund der Reibungskräfte zunächst nicht axial verlagern. Infolge dessen baucht sich der Kolben 5 bzw. das Scheibenteil 25 in dem sich radial an das Klemmteil 18 anschließenden Bereich axial aus, wobei die Kolbenstange 12 eine geringfügige Axial bewegung vornimmt. Im ausgebogenen Zustand hat der Kolben 5 bzw. das Scheibenteil 25 beim Ausführungsbeispiel eine kegelstumpfähnliche Gestalt, die aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die durch das Biegen vorliegende vorübergehende Ausbauchung ist in Fig. 3 allerdings übertrieben dargestellt, um die Wirkungsweise zu verdeutlichen. In der Realität wird man bei einem Durchmesser des Kolbenraumes 3 von 40 mm eine Ausbiegung von maximal etwa 2 mm erwarten dürfen, was eine Durchmesserreduzierung des Kolbens 5 von etwa 0,2 mm hervorrufen wird. Diese minimalen Verformungen reichen jedoch aus, um die geschilderte Funktionsfähigkeit zu gewährleisten .When pressure is applied to a working chamber, the clamping part 18 cannot initially move axially due to the frictional forces. As a result, the piston 5 or the disk part 25 bulges axially in the area radially adjacent to the clamping part 18, whereby the piston rod 12 makes a slight axial movement. In the bent state, the piston 5 or the disk part 25 in the exemplary embodiment has a truncated cone-like shape, which can be seen in Fig. 3. The temporary bulging caused by the bending is, however, exaggerated in Fig. 3 in order to clarify the mode of action. In reality, with a diameter of the piston chamber 3 of 40 mm, a deflection of a maximum of about 2 mm can be expected, which will cause a diameter reduction of the piston 5 of about 0.2 mm. However, these minimal deformations are sufficient to ensure the functionality described .

Da das Scheibenteil 25 beim Ausführungsbeispiel in der Ausgangsstellung im wesentlichen exakt radial ausgerichtetSince the disk part 25 in the embodiment is essentially exactly radially aligned in the initial position

ist, ist eine Freigabe des Kolbens nicht nur bei Druckbeaufschlagung des einen Arbeitsraumes 6, sondern auch bei Druckbeaufschlagung des anderen Arbeitsraumes 7 möglich, wobei dann die Ausbauchung im Vergleich zur Fig. 3 inis, the piston can be released not only when pressure is applied to one working chamber 6, but also when pressure is applied to the other working chamber 7, whereby the bulge is then in comparison to Fig. 3 in

Gegenrichtung erfolgt und sich der Kolben 5 nach links bewegt. The opposite direction occurs and the piston 5 moves to the left.

Es versteht sich, daß der arretierte Zustand des Kolbens 5 auch dadurch erreicht werden kann, daß die Arbeitsräume 6, 7 gleichzeitig derart druckbeaufschlagt werden, daß die
auf den Kolben 5 einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind.It is understood that the locked state of the piston 5 can also be achieved by simultaneously pressurizing the working chambers 6, 7 in such a way that the
The forces acting on the piston 5 are in equilibrium.

Von Vorteil ist, daß die Umsteuerung der Klemmeinrichtung
16 zwischen der arretierten und der freigegebenen Stellung allein auf Grund des auch die Verschiebung des Kolbens 5
bewirkenden fluidischen Druckmittels möglich ist und keine sonstige Ansteuerung benötigt wird.The advantage is that the reversal of the clamping device
16 between the locked and the released position solely due to the displacement of the piston 5
causing fluidic pressure medium is possible and no other control is required.

Die in der Arretierstellung wirkende Klemmkraft laßt sich
je nach Größe des auszustattenden Arbeitszylinders dadurch variieren, daß man Kolben unterschiedlicher Steifigkeit
bzw. Elastizität einsetzt. Auch über die Formgebung des
Kolbens 5 kann Einfluß auf die Klemmkraft und das Biege-·
vermögen genommen werden. Verdeutlicht wird dies durch die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform.The clamping force acting in the locking position can be
depending on the size of the working cylinder to be equipped by using pistons of different stiffness
or elasticity sets in. The shape of the
Piston 5 can influence the clamping force and the bending
This is illustrated by the embodiment shown in Fig. 4.

Gemäß Fig. 4 ist der Kolben 5 zwar wiederum ein Ringelement mit federelastischen Eigenschaften und relativ
geringer Wandstärke. Zur Beeinflussung der FlexibilitätAccording to Fig. 4, the piston 5 is again a ring element with spring-elastic properties and relatively
low wall thickness. To influence the flexibility

verfügt dieser Kolben 5 allerdings über eine konzentrisch zu dem Klemmteil 18 angeordnete, wellenähnlich gestaltete Biegepartie 26. Im Bereich dieser Biegepartie 2 6 hat der Kolben eine balgähnliche Form mit mäanderförmigern Querschnitt. Von radial außen nach radial innen wechseln sich also konzentrisch angeordnete axiale Erhebungen und Vertiefungen ab.However, this piston 5 has a wave-like bending section 26 arranged concentrically to the clamping part 18. In the area of this bending section 26, the piston has a bellows-like shape with a meandering cross-section. Concentrically arranged axial elevations and depressions alternate from radially outside to radially inside.

Der Kolben 5 kann als Ganzes oder auch nur teilweise in relevanten Bereichen biegeelastisch ausgebildet sein.The piston 5 can be designed to be flexible as a whole or only partially in relevant areas.

Das Funktionsprinzip der Klemmeinrichtung beruht also im wesentlichen darauf, daß der z. B. scheiben- oder plattenförmige Kolben 5 im drucklosen Zustand das Klemmteil 18 gegen die Wand des Kolbenraumes 3 drückt. Wird einer der Arbeitsräume 6, 7 mit Druckluft beaufschlagt, biegt sich der Kolben 5 durch, und die Klemmung wird aufgehoben.The functional principle of the clamping device is therefore essentially based on the fact that the piston 5, which can be in the form of a disc or plate, presses the clamping part 18 against the wall of the piston chamber 3 when it is not under pressure. If one of the working chambers 6, 7 is pressurized with compressed air, the piston 5 bends and the clamping is released.

Damit die beiden Arbei tsräum.e 6, 7 stets fluidisch voneinander abgedichtet sind, ist der beispielsgemäße Kolben 5 mit mindestens einer und vorzugsweise mit zwei ringförmigen Dichtlippen 27, 28 versehen, die am Kolben 5 festgelegt sind und an der Kolbenlauffläche 4 ringsum anliegen. Die lippenartige Ausgestaltung hat den Vorteil, daß ein radiales Nächste!1 vermögen vorliegt, so daß der Dicht-So that the two working spaces 6, 7 are always fluidically sealed from one another, the piston 5 according to the example is provided with at least one and preferably two annular sealing lips 27, 28, which are fixed to the piston 5 and rest against the piston running surface 4 all around. The lip-like design has the advantage that there is a radial sealing capacity, so that the sealing

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kontakt mit der Kolbenlauffläche 4 unabhängig davon vorliegt, ob der Kolben 5 die Normal- bzw. Ausgangsstellung gemäß Fig. 2 oder eine ausgebogene Stellung gemäß Fig. 3 einnimmt. Die beiden Dichtlippen 27, 28 befinden sich dabei an den einander entgegengesetzten Axialseiten des Klemmteils 18.contact with the piston running surface 4 is independent of whether the piston 5 is in the normal or initial position as shown in Fig. 2 or a bent-out position as shown in Fig. 3. The two sealing lips 27, 28 are located on the opposite axial sides of the clamping part 18.

Die Dichtlippen 27, 28 sind beim Ausführungsbeispiel unmittelbar an dem Klemmteil 18 festgelegt und vorzugsweise einstückig mit diesem ausgebildet. Letzteres hat den Vorteil, daß lediglich ein einziges ringförmiges Bauteil vorliegt, in dem das Klemmteil 18 und die Dichtlippen 27, 28 vereinigt sind.In the embodiment, the sealing lips 27, 28 are fixed directly to the clamping part 18 and are preferably formed in one piece with it. The latter has the advantage that there is only a single ring-shaped component in which the clamping part 18 and the sealing lips 27, 28 are combined.

Die in Axi al ri chtung gemessene Breite der radial außen liegenden zylindrische Klemmfläche 32 des Klemmteils 18, über die die Klemmkraft auf die Kolbenlauffläche 4 übertragen wird, ist vorzugsweise größer als die in Axialrichtung gemessene DickedesKolbens5.The width of the radially outer cylindrical clamping surface 32 of the clamping part 18, measured in the axial direction, via which the clamping force is transmitted to the piston running surface 4, is preferably greater than the thickness of the piston 5, measured in the axial direction.

Die Halterungspartie 23 des Kolbens 5 kann wie abgebildet abgebogen oder abgewinkelt sein, so daß ein umlaufender Ringvorsprung vorliegt, der in das Material des Klemmteils 18 eingebettet ist und für eine optimierte Verankerung sorgt.The mounting part 23 of the piston 5 can be bent or angled as shown, so that there is a circumferential ring projection which is embedded in the material of the clamping part 18 and ensures optimized anchoring.

Die Dichtlippen 27, 28 könnten auch unabhängig vom Klemmteil 18 am Kolben 5 befestigt sein.The sealing lips 27, 28 could also be attached to the piston 5 independently of the clamping part 18.

Die beim Ausfuhrungsbeispiel von den Dichtlippen 27, 28 gebildeten Dichtmittel können prinzipiell aus anderem Material bestehen als das Klemmteil 18, um unterschiedlichen Funktionsanforderungen Rechnung tragen zu können. Der beim Ausführungsbeispiel membranähnlich ausgebildete Kolben 5 kann als Einzelkolben in einem Arbeitszylinder vorgesehen sein. Er kann aber auch eine Art Vorsatzteil bilden, das einem eigentlichen Kolben vorgeschaltet ist, wenn dies die Praxis erfordern sollte.The sealing means formed by the sealing lips 27, 28 in the exemplary embodiment can in principle consist of a different material than the clamping part 18 in order to be able to take different functional requirements into account. The piston 5, which is designed like a membrane in the exemplary embodiment, can be provided as a single piston in a working cylinder. However, it can also form a type of attachment that is connected upstream of an actual piston, if this should be required in practice.

Der beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 verwendete Kolben 5 kann ein aus federndem Material bestehendes Stanzteil sein. Jedenfalls sollte eine Biegeelastizität vorliegen, die nach dem zeitweiligen Ausbiegen auf Grund der Eigenelastizität ein selbsttätiges Rückbiegen in die Ausgangsposition bewirkt.The piston 5 used in the embodiment according to Fig. 1 to 3 can be a stamped part made of a springy material. In any case, there should be a bending elasticity that, after temporary bending, causes automatic bending back to the starting position due to its own elasticity.

Claims

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10.01.1994 Festo KG, 73734 Essingen

Working cylinder claims

1. Working cylinder, with a housing that has a piston chamber in which a piston that can be displaced by being acted upon by a fluidic pressure medium is arranged, and with a clamping device for temporarily locking the piston in place in the housing, characterized in that the clamping device (16) has at least one clamping part (18) arranged in the area of the outer circumference (22) of the piston (5), which is pressed radially against the piston running surface (4) of the piston chamber (3) by the piston (5) in the depressurized state of the piston chamber (3), so that the piston (5) is immovably locked, and that the piston (5) is at least partially designed to be flexible in such a way that it can be bent out in the displacement direction (17) when acted upon by the fluidic pressure medium, so that the radial force exerted by it on the clamping part (18) The contact pressure is reduced due to a slight reduction in the piston diameter and the piston (5) can be moved.

2. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the clamping part (18) is an elastic part with in particular rubber-elastic properties, whereby it is preferably an elastomer part.

3. Working cylinder according to claim 1 or 2, characterized in that the clamping part (18) is ring-shaped and is fixed coaxially to the piston (5).

4. Working cylinder according to claim 3, characterized in that the clamping part (18) is placed on the piston (5) from the radial outside.

5. Working cylinder according to claim 3 or 4, characterized in that the clamping part (18) has at least one annular sealing lip (27, 28) resting on the piston running surface (4), which serves to seal between the piston (5) and the piston running surface (4).

6. Working cylinder according to one of claims 1 to 5, characterized in that the piston (5) is designed as a spring-elastic disk part (25).

7. Working cylinder according to one of claims 1 to 6, characterized in that the piston (5) has a particularly

concentric, wave-like bending section (26).

8. Working cylinder according to one of claims 1 to 7, characterized in that the piston (5) consists of material with spring-elastic properties.

9. Working cylinder according to claim 8, characterized in that the piston (5) consists of spring steel.

10. Working cylinder according to one of claims 1 to 9, characterized in that the piston (5) is fixed centrally to a piston rod (12) leading out of the piston chamber (3), whereby the area of the fixing can form a bending area for the spring-elastically bendable piston (5).

11. Working cylinder according to claim 10, characterized in that the piston is placed on the piston rod (12) with a central opening (13).