EP0283693B1

EP0283693B1 - Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder

Info

Publication number: EP0283693B1
Application number: EP88101898A
Authority: EP
Inventors: Werner Pätz
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1988-02-10
Publication date: 1990-01-03
Anticipated expiration: 2008-02-10
Also published as: EP0283693A1; DE3709701A1; DE3860022D1

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.
Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art (DE-A 3 323 305) sind am Ende eines den Kolben des Arbeitszylinders aufnehmenden Gehäuses mit einer Rastiereinrichtung unter Verwendung eines Rastierstößels versehen, welcher in einer vorbestimmten Arbeitsposition, vorzugsweise der Endposition des Kolbens, in eine am Kolbenhals ausgebildete Nut einzudringen vermag, derart, daß der Kolben in dieser Endstellung arretierbar ist. Der Rastierstößel ist durch ein Druckmittel beaufschlagbar, um das Einrasten in die Nut zu vollziehen und im ein selbsttätiges Lösen aus der Verriegelungsstellung zu verhindern.
Bei Arbeitszylindern dieser Konstruktion ist die Rastier- bzw. Verriegelungsposition, d.h. das Eingreifen des Rastierstößels in die ihn aufnehmende Nut nur in einer vorbestimmten Endlage des Kolbens möglich. Außerdem ist das Eingreifen des Rastierstößels in die Nut druckabhängig gesteuert, was bei Undichtigkeit am Außenumfang des Rastierstößels zu Problemen sicherer Funktion führen kann.
Bei einer weiterhin bekannten Konstruktion eines Arbeitszylinders (DE-B 1 177 008) von hydraulischer Wirkungsweise ist ein Anschlagelement vorgesehen, welches beim Ausfahren des Arbeitskolbens in seine eine Endstellung ein in der Kolbenstange angeordnetes Steuerventil öffnet, derart, daß der hydraulische Druck vom Primärraum des Arbeitszylinders über eine Bohrung auf einen Sperrkolben freigegeben wird und dieser sich dadurch unter ein sich aufweitendes Verriegelungselement am Gehäuse des Zylinders schiebt. Auch hierbei ist -eine Verriegelung nur bei Erreichen der Endstellung des Arbeitskolbens ermöglicht, da erst dann das in der Kolbenstange angeordnete Steuerventil öffnet und den Weg des druckbeaufschlagbaren Sperrkolbens freigibt.
Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß das Rastieren nur bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes vollzogen wird, d.h. daß der Arbeitszylinder innerhalb bestimmter Druckwerte normal, also ohne Rastierung gefahren werden kann; gleichzeitig soll das Einrasten auch dann möglich sein, wenn die Endlage des Kolbens noch nicht exakt erreicht ist, wenn also im Bereich der Endlage des Kolbens gegen einen erhöhten Widerstand gearbeitet wird und erhöhter Arbeitsdruck erforderlich ist. Auch soll das Entriegeln, insbesondere das manuelle Entriegeln, gegen einen vergleichsweise geringen Widerstand an der Klinke vollzogen werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.
Durch die Begrenzung der Wirkfläche der durch den Arbeitsdruck des Zylinders beaufschlagbaren Rastierhülse ist es ermöglicht, die die Rastierhülse verspannende Federeinrichtung relativ klein zu gestalten, d.h. innerhalb bestimmter Grenzen unabhängig vom Arbeitsdruck des Arbeitszylinders, mit der vorteilhaften Folge, daß das Entriegeln der Rastierhülse, insbesondere manuelles Entriegeln, gegen einen vergleichsweise geringen Widerstand erfolgen kann. Im weiteren ist es von besonderem Vorteil, daß die Rastierung erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes herbeigeführt werden kann, wenn sich der Kolben in der jeweils zur Rastierung dienenden Lage befindet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Figur 1 gibt in Längsschnittdarstellung den erfindungsgemäßen Arbeitszylinder in seiner Ausgangslage wieder; und
Figur 2 ist eine der Fig. 1 vergleichbare Längsschnittdarstellung unter Wiedergabe des Arbeitszylinders in verriegelter Lage.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder ist in einem Gehäuse 1 ein Kolben 3 mit einer Kolbenstange 5 verbunden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kolben 3 mittels einer Mutter 7 gegenüber einem Anschlag 9 der Kolbenstange 5 verschraubbar; es ist auch jede andere Art der Befestigung des Kolbens an der Kolbenstange 5 möglich. Zwischen dem Kolben 3 und dem Außenumfang der Kolbenstange 5 ist ein Dichtelement 11 in Form eines O-Ringes vorgesehen, an welchen sich in Richtung des sogenannten Sekundärraums 13 des Arbeitszylinders ein Druckstück 15 und ein Rastierkörper in Form einer Rastierhülse 17 anschließen. Die Rastierhülse 17 ist zwischen einem an der Kolbenstange 5 ortsfest gehaltenen Anschlag 19 und der zugewandten Stirnseite des Kolbens 3 verschiebbar und wird mittels einer Feder 21 in Richtung des Kolbens verspannt. Die Rastierhülse 17 besitzt eine Klinke 22, welche mit dem am rechtsseitigen Ende des Gehäuses 1 dargestellten Rastierstößel 23 in Eingriff zu gelangen vermag.
Der Rastierstößel 23 erstreckt sich unter Verspannung durch die Feder 25 radial nach innen gerichtet in das Gehäuse und befindet sich im Verschiebewege der Rastierhülse 17. Ein am Rastierstößel befestigter Handgriff 27 dient zum Lösen der Rastierung, wie nachfolgend erläutert ist.
Die Funktionsweise des Arbeitszylinders gemäß der Erfindung ist wie folgt:
Wird durch den Anschluß 29 Druckmittel in den sog. Primärraum 31 des Arbeitszylinders eingeleitet, so wird der Kolben 3 mit der an ihm befestigten Kolbenstange 5 in an sich bekannter Weise verfahren, wobei sich der Kolben 3 bis zu einem im Sekundärraum 13 angeordneten Anschlag 33 bewegen kann. Wird der Druck im Primärraum 31 wieder reduziert bzw. auf den Wert Null heruntergefahren, so kann die Kolbenstange 5 mit dem Kolben durch äußere Rückstellkräfte in seine Ausgangslage zurückgefahren werden. Eine Rastierung bei dieser Art der Betätigung unterhalb eines bestimmten Druckniveaus findet nicht statt.
Wird in den Anschluß 29 ein erhöhter Druck eingeleitet, dann bewegt sich der Kolben 3 mit der Kolbenstange 5 in vorstehend erläuterter Weise, bis die Anschlagposition am Anschlag 33 erreicht ist; der erhöhte Druck wirkt gleichzeitig auf der Fläche des Dichtelements 11 und ist nunmehr groß genug, um das Dichtelement 11, das Druckstück 15 und die Rastierhülse 17 entgegen der Kraft der Feder 21 zu verschieben. Da sich der Kolben 3 in seiner Endlage am Anschlag 33 befindet, rastet die Rastierhülse mittels ihrer Klinke 22 am Rastierstößel 23 ein, indem dieser zunächst radial nach außen geschoben wird und nachfolgend unter der Eigenverspannung der Feder 25 in seine Rastierlage gemäß Fig. 2 zurückkehrt. Der Arbeitszylinder befindet sich folglich in rastierter Lage, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Bei Abbau des Druckes im Primärraum 31 verbleibt der Kolben 3 mit der Kolbenstange 5 in der in Fig. 2 dargestellten Lage, bis diese durch Ziehen am Handgriff 27 freigegeben wird. Da die dem Druck im Primärraum ausgesetzte Wirkfläche des Dichtelements 11 im Vergleich zur Wirkfläche des Kolbens 3 vergleichsweise klein ist und folglich die Rückstellkräfte ausübende Feder 21 gleichfalls vergleichsweise klein dimensioniert werden kann, geschieht das Entriegeln gegen einen entsprechend geringen Widerstand, d.h. es ist nur der Reibwiderstand zu überwinden, welcher durch Anlage der Klinke 22 am Rastierstößel unter Einwirkung der Kraft der Feder 21 existiert.

Claims

Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder, mit einem auf wenigstens einer Seite (Primärraum 31) durch ein Druckmittel beaufschlagbaren Kolben (3), welcher mit einer von der druckabgewandten Kolbenseite aus dem Gehäuse (1) des Arbeitszylinders sich erstreckenden Kolbenstange (5) verbunden ist, mit einer an der Kolbenstange (5) des Arbeitszylinders angeordneten, mit dieser verfahrbaren Rastiereinrichtung (17), welche in vorbestimmter Position des mit der Kolbenstange (5) verbundenen Kolbens (3) mittels einer Klinke (22) selbsttätig gegenüber einem vom Gehäuse des Arbeitszylinders sich erstreckenden Rastierstößel (23) einrastet und manuell entriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastiereinrichtung aus einer am Außenumfang der Kolbenstange (5) verschiebbar geführten Rastierhülse (17) besteht, welche endseitig zwischen zwei Anschlägen, einerseits dem Kolben (3) und andererseits einem mit der Kolbenstange (5) verbundenen Anschlag (19) bewegbar ist, wobei eine an dem mit der Kolbenstange (5) verbundenen Anschlag (19) abgestützte Feder (21) die Rastierhülse (17) in Richtung des Kolbens (3) verspannt, daß zwischen dem Außenumfang der Kolbenstange (5) und dem Innenumfang des mit der Kolbenstange (5) verbundenen Kolbens (3) ein mittels eines Druckstückes (15) gegenüber der Rastierhülse (17) abgestütztes Dichtelement (11) geführt ist, derart, daß das Dichtelement (11) dem Druck innerhalb des Primärraums (31) des Arbeitszylinders ausgesetzt ist und bei Druckbeaufschlagung mittels des Druckstückes (15) auf die Rastierhülse (17) einwirkt, und daß der Rastierstößel (23) mittels einer Feder (25) in den Verfahrweg der Klinke (22) der Rastierhülse (17) verspannt ist, derart, daß die Klinke (22) beim druckunterstützten Verfahren der Rastierhülse (17) gegen die Kraft der Feder (25) des Rastierstößels (23) an diesem hintergreifend einrastet.
2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als einfach wirkender Arbeitszylinder ausgebildet ist, so daß sich die Rastierhülse (17) und der Rastierstößel (23) innerhalb des Sekundärraums (13) befinden.
3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser als doppelt wirkender Arbeitszylinder ausgebildet ist, derart, daß bei durchgehender Kolbenstange in den beiden Druckräumen des Arbeitszylinders jeweils eine Rastierhülse (17) und ein Rastierstößel (23) vorgesehen sind.
4. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel von pneumatischer Wirkungsweise ist.
5. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisches Medium als Druckmittel verwendet ist.