EP0466718A1 - Fluid-actuated device. - Google Patents

Fluid-actuated device.

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EP0466718A1
EP0466718A1 EP90904773A EP90904773A EP0466718A1 EP 0466718 A1 EP0466718 A1 EP 0466718A1 EP 90904773 A EP90904773 A EP 90904773A EP 90904773 A EP90904773 A EP 90904773A EP 0466718 A1 EP0466718 A1 EP 0466718A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
pull rod
locking elements
annular piston
cylinder
Prior art date
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Granted
Application number
EP90904773A
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German (de)
French (fr)
Other versions
EP0466718B1 (en
Inventor
Klaus-Dieter Klement
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CyTec Zylindertechnik GmbH
Original Assignee
CyTec Zylindertechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by CyTec Zylindertechnik GmbH filed Critical CyTec Zylindertechnik GmbH
Publication of EP0466718A1 publication Critical patent/EP0466718A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0466718B1 publication Critical patent/EP0466718B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/26—Locking mechanisms
    • F15B15/261—Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions

Definitions

  • the invention relates to a fluid-operated device
  • EP-A-219 594 A generic device describes EP-A-219 594. This has proven itself for numerous practical applications. However, the full axial force is only transmitted when the locking elements have reached their innermost radial position, so that a full-surface contact of the corresponding corresponding surfaces is achieved. If the full-surface contact is reached, the end of the movement is also reached at the same time, so that a further axial movement of the piston rod used is no longer possible. This is sufficient in numerous applications.
  • DE-A-29 11 071 describes a locking device for piston rods of fluid-actuated cylinders, in which a second piston rod is inserted into a locking device. The end of this introduced The piston rod is provided with a ring guide into which locking elements are inserted when locked. The locking elements are prevented by a slide from moving radially outwards. A counter bearing ensures that the piston rod cannot be pulled out. Only when the slide permits radial movement of the locking elements can the piston rod be pulled out again. With such a device, a locking of a piston rod in a very specific position is possible, although not free of play. However, such an arrangement cannot exert an active axial force on the piston rod.
  • the invention has for its object to propose a generic device with which it is possible to move a piston rod even under maximum force with precisely controllable speed at least over a small distance and also independently of laser fluctuations. This requirement is to be met without the locking elements used having to run in oil, as is necessary according to EP-A-219 594.
  • the device according to the invention it is possible to first move the piston rod (pull rod) to be moved axially over an arbitrarily long path with any force into the cylinder housing, to the extent that the locking elements have been moved radially inwards into the locking position.
  • this locking position can be changed further axially, namely by actuating the support means of a further piston between the pull rod and the cylinder housing.
  • the piston can be axially displaced in the direction of the cylinder base by means of a pressure medium. A relative movement in the radial direction or with a radial component between the locking elements and the pull rod used does not take place since the locking elements in the locking position bear against the outside against an annular piston which blocks a radial outward movement of the locking elements.
  • the pull-in force of the pull rod depends on the pressure acting on the piston, which can be set as desired.
  • a major advantage of this design is that a short displacement path can be precisely adjusted under the influence of a high force exerted by the pressure medium.
  • the pressure on the piston with its support means can be hydraulic or pneumatic. But it is also possible to use a toggle lever mechanism to move in the direction of the cylinder bottom or against the locking elements and the ring piston.
  • the draw-in speed of the drawbar is almost independent of the load and is only a function of the pressure set in each case.
  • the device according to the invention is designed as a unit with a pressure-actuated piston-cylinder unit arranged coaxially thereto, in which the piston has a piston rod on both sides, one of which exits to the outside and the other the other Forms pull rod which can be inserted coaxially into the cylinder housing and which is formed with an inclined surface which extends outwards towards the free end and which forms a contact surface for receiving the radially movable locking elements.
  • the pressure medium connection which is provided on the side of the piston of the piston-cylinder unit which carries the second piston rod (tie rod), is simultaneously connected to the rest of the pressure medium-operated device in such a way that the pressure medium (Compressed gas) is directed to the front of the piston and pushes it into the unlocking position as soon as the piston-cylinder unit is pressurized in the appropriate sense.
  • FIG. 1 a longitudinal section through the device in the structural unit with a piston-cylinder unit before the introduction of the KraiLhubos
  • Figure 2 a longitudinal section as in Figure 1 at the beginning of the power stroke
  • Figure 3 a longitudinal section as in Figure 1 at the end of the power stroke.
  • the piston-cylinder unit is shown with reference number 10.
  • a cylinder housing 12 with a cylinder body 14 at the left end can be seen.
  • a piston rod 16 projects into the right open end who sits a pull rod 18 stationary.
  • the piston rod 16 or pull rod 18 is guided by means of cylindrical elements 20, 22.
  • Damping rings 24, 26 are arranged between the elements 20, 22 and the piston rod 16 or pull rod 18, which ensure that the piston piston is in the vicinity of the end position ⁇ speed is automatically throttled and a hard impact on the piston is avoided.
  • a further piston (annular piston) 28 is arranged in front of the element 22 coaxially with the pull rod 18.
  • the end of the piston 28 directed towards the cylinder base 14 is tubular.
  • the piston 28 is sealed on the outside in a conventional manner via seals, not designated in any more detail, but is arranged displaceably in the cylinder housing 12.
  • the front end faces of the tubular section are identified by 28a.
  • the mandrel 30 if there is no counterforce — is pushed to the right (in the direction of the pull rod 18) until it abuts a stop 36 with an inner collar 34.
  • the stop 36 is formed here by the head of a screw fastened in the cylinder base 14.
  • An annular piston 38 is arranged between the mandrel 30 and the cylinder housing 12, which can slide on the mandrel 30 and is sealed both against the cylinder housing 12 and against the cylinder surface of the dome 30.
  • the annular piston 38 is under the action of a compression spring 40 which is supported on the cylinder base 14.
  • the inner diameter of the annular piston 38 widens over an inclined surface 38a, an inner cylindrical surface 38b and an adjoining further inclined surface 38c, which has a truncated cone shape.
  • a number of locking elements 42 are supported by the cylindrical outer surface of the dome 30.
  • the Verriegelungs ⁇ elements 42 are of a circular ring segments formed un.d lie with an outer inclined surface '42c on the surface Schräg ⁇ 38c of the annular piston 38 at.
  • the locking elements 42 bear against the end face 28a of the piston 28, which serve here as a support.
  • diusur PusiLiun vorbluibL an I ruiruuin 44 between the locking elements 42 and the cylinder housing 12th
  • the pull rod 18 is formed at its left end in the figure with an enlarged collar 46, and the pull rod 18 widens over an inclined surface 18a to the collar 46.
  • the front end face 18b of the pull rod 18 bears against the corresponding end face of the dome 30.
  • a compressed gas connection 48 is provided, via which the piston rod 16 can be pressurized with compressed gas.
  • a further pressurized gas connection 50 is provided in the area of the element 22, the piston rod 16 being able to be moved back in the opposite direction (in the figure: to the right) by means of pressurized gas which is supplied here.
  • the pressurized gas can also flow through the space 52 between the tie rod 18 and the piston 28 and a sufficiently dimensionable gap between the circumferential surface of the collar 46 and the inner cylindrical surface of the piston 28 and the free spaces between the Locking elements 42 enter the free space 44 and thus act on the annular piston 38 so that it is driven back against the action of the springs 40 into the position shown in FIG.
  • the further pressure medium connection 54 with which the front end face of the annular piston 28 can be acted upon, is of particular importance.
  • the pressure medium can be oil or gas; however, it is also possible to arrange a toggle lever mechanism at this point, by means of which the annular piston 28 is mechanically driven in the direction of the cylinder base 14.
  • the pressure medium acts against the action of springs 56, which hold the annular piston 28 under constant preload.
  • springs 56 instead of the springs 56, other pressure media, such as a fluid, could also be used.
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 after the compressed gas connection 48 has been actuated.
  • the piston rod 16 and with it the pull rod 18 have hereby been pressed in the direction of the cylinder base 14, to the extent that the locking elements 42 slide behind the collar 46 under the radial pressure of the annular piston 38 could.
  • the annular piston 38 has moved to the right under the action of the springs 40 and now engages around the locking elements 42 on its outer surface, which bear against the cylinder surface 38b. Movement of the locking elements 42 to the outside is no longer possible.
  • the power stroke can now take place with precisely controlled speed, raft and defined length.
  • a film cutting knife attached to the free end of the piston rod 16 could be moved from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2 by the movement of the piston rod 16 in the starting position for the cut.
  • pressure medium connection 54 here: pressure oil
  • the piston 28 is pressed against the resistance of the springs 56 to the left in the direction of the cylinder bottom 14.
  • the speed at which the piston 28 moves depends on the quantity of oil supplied and the oil pressure. Both can be regulated very precisely. Load fluctuations on the piston 28 which occur as reaction forces are only manifested in pressure fluctuations of the hydraulic medium supplied. Speed fluctuations of undesirable size do not occur.
  • This position can be maintained by correspondingly maintaining the pressure via the pressure medium connection 54 until another position is desired

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Abstract

Un dispositif pressurisé comprend un carter de cylindre (12) avec une base de cylindre (14). Une biellette (18) qui peut être bloquée par des éléments de verrouillage (42) pénètre dans ledit carter. La biellette (18) peut, cependant, être déplacée plus avant de manière appropriée au moyen d'un piston de guidage (28) pressurisé.A pressurized device includes a cylinder housing (12) with a cylinder base (14). A link (18) which can be blocked by locking elements (42) enters said housing. The link (18) can, however, be moved further forward by means of a pressurized guide piston (28).

Description

Druckmittelbetätigte Einrichtung Fluid operated device
B e s c h r e i b u n gDescription
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte EinrichtungThe invention relates to a fluid-operated device
Eine gattuhgsge äße Einrichtung beschreibt die EP-A-219 594. Diese hat sich für zahlreiche Anwendungen in der Praxis bewährt. Eine Übertragung der vollen Axialkraft ist jedoch erst dann gegeben, wenn die Verriegelungselemente ihre innerste radiale Stellung erreicht haben, so daß eine vollflächige Anlage der entsprechenden korrespondierenden Flächen erreicht wird. Ist die vollflächige Anlage erreicht, ist auch gleichzeitig das Bewegungsende erreicht, so daß nunmehr eine weitere Axialbewegung der eingesetzten Kol¬ benstange nicht mehr möglich ist. In zahlreichen Anwen¬ dungsfällen genügt dies.A generic device describes EP-A-219 594. This has proven itself for numerous practical applications. However, the full axial force is only transmitted when the locking elements have reached their innermost radial position, so that a full-surface contact of the corresponding corresponding surfaces is achieved. If the full-surface contact is reached, the end of the movement is also reached at the same time, so that a further axial movement of the piston rod used is no longer possible. This is sufficient in numerous applications.
In der DE-A-29 11 071 ist eine Verriegelungseinrichtung für Kolbenstangen von fluidbetätigten Zylindern beschrie¬ ben, bei der eine zweite Kolbenstange in eine Verriegelungs¬ einrichtung eingeführt wird. Das Ende dieser eingeführten Kolbenstange ist mit einer Ringführung versehen, in die im Verriegelungszustand Verriegelungselemente eingesetzt werden. Die VerriegelungselemenLe werden durch einen Schie¬ ber daran gehindert, sich radial nach außen zu bewegen. Ein Gegenlager sorgt dafür, daß die Kolbenstange nicht herausgezogen werden kann. Erst wenn der Schieber eine radiale Bewegung der Verriegelungselemente zuläßt, kann die Kolbenstange wieder herausgezogen werden. Mit einer solchen Einrichtung ist eine - allerdings nicht spiel¬ freie - Arretierung einer Kolbenstange in ganz bestimmter Lage möglich. Eine aktive axiale Kraft kann jedoch von einer solchen Einrichtung nicht auf die Kolbenstange ausge¬ übt werden.DE-A-29 11 071 describes a locking device for piston rods of fluid-actuated cylinders, in which a second piston rod is inserted into a locking device. The end of this introduced The piston rod is provided with a ring guide into which locking elements are inserted when locked. The locking elements are prevented by a slide from moving radially outwards. A counter bearing ensures that the piston rod cannot be pulled out. Only when the slide permits radial movement of the locking elements can the piston rod be pulled out again. With such a device, a locking of a piston rod in a very specific position is possible, although not free of play. However, such an arrangement cannot exert an active axial force on the piston rod.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs¬ gemäße Einrichtung vorzuschlagen, mit der es möglich ist, eine Kolbenstange auch unter Maximalkraft mit genau kon¬ trollierbarer Geschwindigkeit wenigstens über eine kleine Strecke und auch unabhängig von LasLschwankungen zu be¬ wegen. Diese Forderung soll erfüllt werden, ohne daß hierzu die verwendeten Verπegelungselemente in Öl laufen müssen, wie dies nach der EP-A-219 594 notwendig ist.The invention has for its object to propose a generic device with which it is possible to move a piston rod even under maximum force with precisely controllable speed at least over a small distance and also independently of laser fluctuations. This requirement is to be met without the locking elements used having to run in oil, as is necessary according to EP-A-219 594.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 beschrieben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.The device according to the invention is described by the features of claim 1. Advantageous further developments result from the features of the subclaims and the following description.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, die axial zu bewegende Kolbenstange (Zugstange) zunächst über einen beliebig langen Weg mit beliebiger Kraft in das Zylindergehäuse zu bewegen, und zwar so weit, bis die Verriegelungselemeπte radial nach innen bis in die Verriegelungsstellung gefahren sind.With the device according to the invention, it is possible to first move the piston rod (pull rod) to be moved axially over an arbitrarily long path with any force into the cylinder housing, to the extent that the locking elements have been moved radially inwards into the locking position.
Diese Verriegelungsstellung kann erfindungsgemäß jedoch weiter axial verändert werden, und zwar durch Betätigung der Abstützmittel eines weiteren Kolbens zwischen der Zugstange und dem Zylindergehäuse. Zu diesem Zweck ist der Kolben über ein Druckmittel in Richtung auf den Zylin¬ derboden axial verschiebbar. Eine Relati bewegung in radi¬ aler Richtung oder mit einer radialen Komponente zwischen den Verriegelungselementen und der eingesetzten Zugstange erfolgt nicht, da die Verriegelungselemente in der Ver¬ riegelungsstellung außenseitig gegen einen Ringkolben anliegen, der eine radiale Auswärtsbewegung der Verrie¬ gelungselemente blockiert. Trotzdem wird die Axialbewegung dadurch gesichert, daß der Ringkolben gegen die Wirkung des ihn beaufschlagenden Druckmittels bewegbar bleibt und unter 'Flächenpressung von den Verriegelungselementen mitgeführt wird, die selbst - wie dargestellL - über die Abstützmittel des weiteren Kolbens druckbeaufschlagt werdenAccording to the invention, however, this locking position can be changed further axially, namely by actuating the support means of a further piston between the pull rod and the cylinder housing. For this purpose, the piston can be axially displaced in the direction of the cylinder base by means of a pressure medium. A relative movement in the radial direction or with a radial component between the locking elements and the pull rod used does not take place since the locking elements in the locking position bear against the outside against an annular piston which blocks a radial outward movement of the locking elements. Nevertheless, the axial movement is ensured by the fact that the annular piston against the action of the biasing it pressure medium is movable and is entrained as' surface pressure of the locking elements, which themselves - be pressurized via the support means of the further piston - such as dargestellL
Die Einzugskraft der Zugstange ist dabei abhängig von dem auf den Kolben wirkenden Druck, der beliebig einstell¬ bar ist .The pull-in force of the pull rod depends on the pressure acting on the piston, which can be set as desired.
Ein wesentlicher Vorteil dieser konstrukti en Gestaltung liegt darin, daß unter dem Einfluß einer vom Druckmittel aufgebrachten hohen Kraft ein kurzer Verschiebeweg exakt einstellbar ist.A major advantage of this design is that a short displacement path can be precisely adjusted under the influence of a high force exerted by the pressure medium.
Der Druck auf den Kolben mit seinen Abstϋtzmitteln kann hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Ebenso ist es aber auch möglich, den Kolben über einen Kniehebelmechanismus in Richtung auf den Zylinderboden beziehungsweise gegen die Verriegelungselemente und den Riπgkolben zu bewegen.The pressure on the piston with its support means can be hydraulic or pneumatic. But it is also possible to use a toggle lever mechanism to move in the direction of the cylinder bottom or against the locking elements and the ring piston.
In jedem Fall ist die Einzugsgeschwiπdigkeit der Zugstange nahezu lastunabhängig und ausschließlich eine Funktion des jeweils eingestellten Drucks.In any case, the draw-in speed of the drawbar is almost independent of the load and is only a function of the pressure set in each case.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird es möglich, kleinste Hubbeweguπgen präzise auszuführen. Dies ist in zahlreichen Anwendungsfällen von Bedeutung. Beispielhaft kann die Bewegung eines Messers genannt werden, das mit eingestellter Geschwindigkeit eine Folie durchtrennen soll, ohne daß die Schneidkante des Messers auf die Gegen¬ fläche aufschlägt und ohne Beschleunigung des Messers gegen Ende des Trennvorgangs.With the device according to the invention, it is possible to carry out the smallest stroke movements precisely. This is important in numerous applications. The movement of a knife, which is intended to cut through a film at the set speed, without the cutting edge of the knife striking the counter surface and without acceleration of the knife towards the end of the separating process, can be mentioned as an example.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung in Baueinheit mit einer koaxial dazu ange¬ ordneten, druckmittelbetätigten Kolben-Zylinder-Einheit gestaltet ist, bei der der Kolben beidseitig eine Kolben¬ stange aufweist, von denen die eine nach außen austritt und die andere die koaxial in das Zylindergenäuse einführ- bare Zugstange bildet, die mit einer zum freien Ende hin nach außen verlaufenden Schrägfläche ausgebildet ist, die eine Anlagefläche zur Aufnahme der radial beweglichen Verriegelungselemente bildet. Mit dieser Baueinheit wird ein fertiges Betätigungssystem zur Verfügung gestellt, mit dem bei Bedarf lange Hubwege mit größerer Geschwindig¬ keit und kleineren Kräften von der druckmittelbetätigten (zum Beispiel druckgasbetätigten) Kolben-Zylinder-Einheit bewältigt werden, während in einer bestimmten Endlage die zweite K&lbenstange (Zugstange) mit den übrigen, vor¬ stehend genannten Bauteilen verriegelt wird und anschließend mit einer beliebig einstellbaren großen Kraft und genau einstellbarer Geschwindigkeit bis in die Endlage weiter¬ bewegt wird.It is particularly advantageous if the device according to the invention is designed as a unit with a pressure-actuated piston-cylinder unit arranged coaxially thereto, in which the piston has a piston rod on both sides, one of which exits to the outside and the other the other Forms pull rod which can be inserted coaxially into the cylinder housing and which is formed with an inclined surface which extends outwards towards the free end and which forms a contact surface for receiving the radially movable locking elements. With this unit, a finished actuation system is made available, with which long stroke distances with greater speed and smaller forces can be mastered by the pressure-operated (for example, pressure-operated) piston-cylinder unit, while in a certain end position the second piston rod ( Drawbar) is locked with the other components mentioned above and then is moved with an arbitrarily adjustable large force and precisely adjustable speed to the end position.
Bie einer solchen Kombination ist es weiter vorteilhaft, daß der Druckmittelanschluß, der auf der Seite des Kolbens der Kolben-Zylinder-Einheit vorgesehen ist, die die zweite Kolbenstange (Zugstange) trägt, gleichzeitig mit der übrigen druckmittelbetätigten Einrichtung derart verbunden ist, daß das Druckmittel (Druckgas) auf die Stirnseite des Kolbens geleitet wird und diesen in die Entriegelungs- Stellung schiebt, sobald die Kolben-Zylinder-Einheit in entsprechendem Sinne mit Druckmittel beaufschlagt wird.With such a combination, it is further advantageous that the pressure medium connection, which is provided on the side of the piston of the piston-cylinder unit which carries the second piston rod (tie rod), is simultaneously connected to the rest of the pressure medium-operated device in such a way that the pressure medium (Compressed gas) is directed to the front of the piston and pushes it into the unlocking position as soon as the piston-cylinder unit is pressurized in the appropriate sense.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs¬ beispieles näher erläutert. Dabei zeigen in schema isierter DarstellungThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Show in a schematic representation
Figur 1: einen Längsschnitt durch die Einrichtung in Bau¬ einheit mit einer Kolben-Zylinder-Einheit vor Einleitung des KraiLhubosFIG. 1: a longitudinal section through the device in the structural unit with a piston-cylinder unit before the introduction of the KraiLhubos
Figur 2: einen Längsschnitt wie in Figur 1 zu Beginn des KrafthubesFigure 2: a longitudinal section as in Figure 1 at the beginning of the power stroke
Figur 3: einen Längsschnitt wie in Figur 1 am Ende des Krafthubes .Figure 3: a longitudinal section as in Figure 1 at the end of the power stroke.
In den Figuren ist die Kolben-Zylinder-Einheit mit dem Bezugszeichen 10 dargestellt. Zu erkennen ist ein Zylinder¬ gehäuse 12 mit einem Zylinderbodeπ 14 am linken Ende. In das rechte offene Ende ragt eine Kolbenstange 16, auf der eine Zugstange 18 ortsfest aufsitzt. Eine Führung der Kolbenstange 16 beziehungsweise Zugstange 18 erfolgt über zylinderförmige Elemente 20, 22. Zwischen den Ele¬ menten 20, 22 und der Kolbenstange 16 beziehungsweise Zugstange 18 sind Dämpfungsringe 24, 26 angeordnet, die dafür sorgen, daß in der Nähe der Endlage die Kolbenge¬ schwindigkeit automatisch gedrosselt und ein hartes An¬ schlagen des Kolbens vermieden wird.In the figures, the piston-cylinder unit is shown with reference number 10. A cylinder housing 12 with a cylinder body 14 at the left end can be seen. A piston rod 16 projects into the right open end who sits a pull rod 18 stationary. The piston rod 16 or pull rod 18 is guided by means of cylindrical elements 20, 22. Damping rings 24, 26 are arranged between the elements 20, 22 and the piston rod 16 or pull rod 18, which ensure that the piston piston is in the vicinity of the end position ¬ speed is automatically throttled and a hard impact on the piston is avoided.
Im Zyl-iπdergehäuse 12 ist ein weiterer Kolben (Ringkolben) 28 vor dem Element 22 koaxial zur Zugstange 18 angeordnet. Das auf den Zylinderboden 14 gerichtete Ende des Kolbens 28 ist rohrförmig ausgebildet. Der Kolben 28 ist über , nicht näher bezeichnete Dichtungen außenseitig in üblicher Weise abgedichtet, jedoch verschiebbar im Zylindergehäuse 12 angeordnet. Die vorderen Stirnflächen des rohrförmigen Abschnittes sind mit 28a gekennzeichnet.In the cylinder housing 12, a further piston (annular piston) 28 is arranged in front of the element 22 coaxially with the pull rod 18. The end of the piston 28 directed towards the cylinder base 14 is tubular. The piston 28 is sealed on the outside in a conventional manner via seals, not designated in any more detail, but is arranged displaceably in the cylinder housing 12. The front end faces of the tubular section are identified by 28a.
Konzentrisch zur Mittenlängsachse M verläuft im linken Endabschnitt des Zylindergehäuses 12 ein Dorn 30, der gegen den Zylinderboden 14 unter der Vorlast einer Feder 32 steht. Hierdurch wird der Dorn 30 - falls keine Gegen¬ kraft vorhanden ist - so weit nach rechts (in Richtung auf die Zugstange 18) gedrückt, bis er mit einem inneren Kragen 34 gegen einen Anschlag 36 stößt. Der Anschlag 36 wird hier vom Kopf einer im Zylinderboden 14 befestigten Schraube gebildet.A mandrel 30, which is against the cylinder base 14 under the preload of a spring 32, runs concentrically to the center longitudinal axis M in the left end section of the cylinder housing 12. As a result, the mandrel 30 — if there is no counterforce — is pushed to the right (in the direction of the pull rod 18) until it abuts a stop 36 with an inner collar 34. The stop 36 is formed here by the head of a screw fastened in the cylinder base 14.
Zwischen dem Dorn 30 und dem Zylindergehäuse 12 ist ein Ringkolben 38 angeordnet, der auf dem Dorn 30 gleiten kann und sowohl gegen das Zylindergehäuse 12 als auch gegen die Zylinderfläche des Doms 30 abgedichtet ist. Der Ringkolben 38 steht unter der Wirkung einer Druck¬ feder 40, die sich am Zylinderboden 14 abstützt.An annular piston 38 is arranged between the mandrel 30 and the cylinder housing 12, which can slide on the mandrel 30 and is sealed both against the cylinder housing 12 and against the cylinder surface of the dome 30. The annular piston 38 is under the action of a compression spring 40 which is supported on the cylinder base 14.
An seinem, dem Kolben 28 zugewandten Ende erweitert sich der innere Durchmesser des Ringkolbens 38 über eine Schräg¬ fläche 38a, eine innere Zy1inderf] chc 38b und eine sich daran anschließende weitere Schrägfläche 38c, die eine Kegelstumpfform aufweist.At its end facing the piston 28, the inner diameter of the annular piston 38 widens over an inclined surface 38a, an inner cylindrical surface 38b and an adjoining further inclined surface 38c, which has a truncated cone shape.
In der in Figur 1 dargestellten Ausgangslage wird von der zylindrischen Außenfläche des Doms 30 eine Anzahl von Verriegelungselementen 42 abgestützt. Die Verriegelungs¬ elemente 42 sind als Kreisringsegmente ausgebildet un.d liegen mit einer äußeren geneigten Fläche' 42c an der Schräg¬ fläche 38c des Ringkolbens 38 an. Auf ihrer zum offenen Ende des Zylindergehauses 10 gerichteten Seite 42d, die plan ausgebildet ist, liegen die Verriegelungselemente 42 gegen die Stirnfläche 28a des Kolbens 28 an, die hier als Abstütz- iLLül dienL. In diusur PusiLiun vorbluibL ein I ruiruuin 44 zwischen den Verriegeluπgselementen 42 und dem Zylinder¬ gehäuse 12.In the starting position shown in FIG. 1, a number of locking elements 42 are supported by the cylindrical outer surface of the dome 30. The Verriegelungs¬ elements 42 are of a circular ring segments formed un.d lie with an outer inclined surface '42c on the surface Schräg¬ 38c of the annular piston 38 at. On its side 42d facing the open end of the cylinder housing 10, which is of flat design, the locking elements 42 bear against the end face 28a of the piston 28, which serve here as a support. In diusur PusiLiun vorbluibL an I ruiruuin 44 between the locking elements 42 and the cylinder housing 12th
Die Zugstange 18 ist an ihrem in der Figur linken Ende mit einem erweiterten Kragen 46 ausgebildet, und die Zug¬ stange 18 erweitert sich über eine Schrägfläche 18a bis zum Kragen 46.The pull rod 18 is formed at its left end in the figure with an enlarged collar 46, and the pull rod 18 widens over an inclined surface 18a to the collar 46.
Die vordere Stirnfläche 18b der Zugstange 18 liegt gegen die korrespondierende Stirnfläche des Doms 30 an.The front end face 18b of the pull rod 18 bears against the corresponding end face of the dome 30.
Im Bereich des Elementes 20 ist ein Druckgasanschluß 48 vorgesehen, über den die Kolbenstange 16 mit Druckgas beaufschlagt werden kann. Ein weiterer Druckgasanschluß 50 ist im Bereich des Ele¬ mentes 22 vorgesehen, wobei über hier aufgegebenes Druckgas die Kolbenstange 16 in entgegengesetzte Richtung (in der Figur: nach rechts) zurückbewegt werden kann.In the area of the element 20, a compressed gas connection 48 is provided, via which the piston rod 16 can be pressurized with compressed gas. A further pressurized gas connection 50 is provided in the area of the element 22, the piston rod 16 being able to be moved back in the opposite direction (in the figure: to the right) by means of pressurized gas which is supplied here.
Darüber hinaus kann bei dieser Druckbeaufschlagung durch den Druckgasanschluß 50 das Druckgas auch durch den zwischen der Zugstange 18 und dem Kolben 28 vorhandenen Raum 52 und einen ausreichend zu bemessenden Spalt zwischen der Umfangsflache des Kragens 46 und der inneren Zylinderfläche des Kolbens 28 sowie den Freiräumen zwischen den Verrie¬ gelungselementen 42 in den Freiraum 44 gelangen und damit den Ringkolben 38 beaufschlagen, so daß dieser gegen die Wirkung der Federn 40 in die in Figur 1 dargestellte Stellung zurückgetrieben wird. Von besonderer Bedeutung ist der weitere Druckmittelanschluß 54, mit dem die vordere Stirn¬ fläche des Ringkolbens 28 beaufschlagt werden kann. Das Druckmittel kann Öl oder Gas sein; ebenso ist es aber auch möglich, an dieser Stelle einen Kniehebelmechanismus anzuordnen, über den der Ringkolben 28 mechanisch in Rich¬ tung auf den Zylinderboden 14 vorgetrieben wird.In addition, with this pressurization through the compressed gas connection 50, the pressurized gas can also flow through the space 52 between the tie rod 18 and the piston 28 and a sufficiently dimensionable gap between the circumferential surface of the collar 46 and the inner cylindrical surface of the piston 28 and the free spaces between the Locking elements 42 enter the free space 44 and thus act on the annular piston 38 so that it is driven back against the action of the springs 40 into the position shown in FIG. The further pressure medium connection 54, with which the front end face of the annular piston 28 can be acted upon, is of particular importance. The pressure medium can be oil or gas; however, it is also possible to arrange a toggle lever mechanism at this point, by means of which the annular piston 28 is mechanically driven in the direction of the cylinder base 14.
Das Druckmittel wirkt dabei gegen die Wirkung von Federn 56, die den Ringkolben 28 unter ständiger Vorlast halten. Anstelle der Federn 56 könnten auch andere Druckmittel, wie ein Fluid, eingesetzt werden.The pressure medium acts against the action of springs 56, which hold the annular piston 28 under constant preload. Instead of the springs 56, other pressure media, such as a fluid, could also be used.
Figur 2 zeigt die Einrichtung nach Figur 1, nachdem der Druckgasanschluß 48 betätigt wurde. Die Kolbenstange 16 und mit ihr die Zugstange 18 sind hierdurch in Richtung auf den Zylinderboden 14 gedrückt worden, und zwar so weit, daß die Verriegelungselemente 42 unter dem radialen Druck des Ringkolbens 38 hinter den Kragen 46 gleiten konnten. Gleichzeitig hat sich der Ringkolben 38 unter der Wirkung der Federn 40 nach rechts bewegt und umgreift nunmehr die Verriegelungselemente 42 auf ihrer Außenfläche, die gegen die Zylinderfläche 38b anliegen. Eine Bewegung der Verriegelungselemente 42 nach außen ist nicht mehr möglich .FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 after the compressed gas connection 48 has been actuated. The piston rod 16 and with it the pull rod 18 have hereby been pressed in the direction of the cylinder base 14, to the extent that the locking elements 42 slide behind the collar 46 under the radial pressure of the annular piston 38 could. At the same time, the annular piston 38 has moved to the right under the action of the springs 40 and now engages around the locking elements 42 on its outer surface, which bear against the cylinder surface 38b. Movement of the locking elements 42 to the outside is no longer possible.
Aus dieser Stellung heraus kann nun der Krafthub mit genau kontrollierter Geschwindigkeit , raft und definierter Länge erfolgen. Es könnte also zum Beispiel ein am freien Ende der Kolbenstange 16 befestigtes Folienschneidmesser durch die Bewegung der Kolbenstange 16 aus der Lage nach Figur 1 in die Lage nach Figur 2 in Ausgangsposition für den Schnitt gebracht werden. Muß nun ein Schnitt mit kontrollier¬ ter Geschwindigkeit und mit einem exakten Hub von wenigen zehntel Millimeter bis maximal wenigen Millimetern erfol¬ gen, so geschieht dies dadurch, daß der Druckmittelanschluß 54 (hier: mit Drucköl) beaufschlagt wird. Dabei wird der Kolben 28 gegen den Widerstand der Federn 56 nach links in Richtung auf den Zylinderboden 14 gedrückt. Die Ge¬ schwindigkeit, mit der sich der Kolben 28 bewegt, hängt von der zugeführten Ölmenge und dem Öldruck ab. Beides kann sehr genau geregelt werden. Als Reaktionskräfte auf¬ tretende Lastschwankungen am Kolben 28 äußern sich ledig¬ lich in Druckschwankuπgen des zugeführten Hydraulikmediums. Geschwindigkeitsschwankungen von unerwünschter Größe treten nicht auf.From this position, the power stroke can now take place with precisely controlled speed, raft and defined length. For example, a film cutting knife attached to the free end of the piston rod 16 could be moved from the position shown in FIG. 1 to the position shown in FIG. 2 by the movement of the piston rod 16 in the starting position for the cut. If a cut must now be carried out at a controlled speed and with an exact stroke of a few tenths of a millimeter to a maximum of a few millimeters, this is done by applying pressure medium connection 54 (here: pressure oil). The piston 28 is pressed against the resistance of the springs 56 to the left in the direction of the cylinder bottom 14. The speed at which the piston 28 moves depends on the quantity of oil supplied and the oil pressure. Both can be regulated very precisely. Load fluctuations on the piston 28 which occur as reaction forces are only manifested in pressure fluctuations of the hydraulic medium supplied. Speed fluctuations of undesirable size do not occur.
Durch die Bewegung des Kolbens 28 nach links drückt gleich¬ zeitig dessen Stirnfläche 28a (die Abstützmittel) gegen die korrespondierende plane Stirnfläche 42d der Verrie¬ gelungselemente 42, die nun ihrerseits mit ihren inneren geneigten Stirnflächen 42b gegen die Schrägfläche 18a der Zugstange 18 drücken. Hierdurch wird die Zugstange 18 und damit auch die Kolbenstange 16 und die weiteren mit ihr verbundenen Elemente, zum Beispiel das Schneid¬ messer, mit entsprechender Geschwindigkeit und Kraft über eine vorwählbare Strecke nach links bewegt.Due to the movement of the piston 28 to the left, its end face 28a (the support means) presses at the same time against the corresponding flat end face 42d of the locking elements 42, which in turn are now with their inner ones press inclined end faces 42b against the inclined surface 18a of the pull rod 18. As a result, the pull rod 18 and thus also the piston rod 16 and the further elements connected to it, for example the cutting knife, are moved to the left over a preselectable distance with corresponding speed and force.
Aufgrund der Flächeπpressung zwischen den Umfangsflachen 42e der Verriegelungselemente 42 und der zylinderför igen Innenfläche 38b des Ringkolbens 38 wird der Ringkolben (Verriegelungskolben) 38 automatisch gegen die Wirkung der Federn 40 nach links mitgeführt. Es wird schließlich die Position nach Figur 3 erreicht.Due to the surface pressure between the circumferential surfaces 42e of the locking elements 42 and the cylindrical inner surface 38b of the annular piston 38, the annular piston (locking piston) 38 is automatically carried to the left against the action of the springs 40. The position according to FIG. 3 is finally reached.
Diese Position kann über eine entsprechende Aufrechterhal¬ tung des Drucks über den Druckmittelanschluß 54 aufrecht¬ erhalten bleiben, bis eine andere Position gewünscht wird This position can be maintained by correspondingly maintaining the pressure via the pressure medium connection 54 until another position is desired

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Druckmittelbetätigte Einrichtung mit1. Pressure-operated device with
1.1 einem Zylindergehäuse (12) mit Zylinderboden (14) ,1.1 a cylinder housing (12) with a cylinder base (14),
1.2 einem im Zylindergehäuse (12) gleitend geführten, von einem Druckmittel (40) vom Zylinderboden (14) weg beaufschlagbaren Ringkolben (38) ,1.2 an annular piston (38) slidingly guided in the cylinder housing (12) and acted upon by a pressure medium (40) away from the cylinder base (14),
1.3 einer mit einem Ende in das Zylindergehäuse (12) hineinragenden oder dieses durchragenden und mit dem anderen Ende aus dem Zylindergehäuse (12) austretenden Zugstange (18) ,1.3 a pull rod (18) which projects into the cylinder housing (12) at one end or projects through it and emerges from the cylinder housing (12) at the other end,
1.4 deren inneres freies Ende über eine nach außen verlaufende Schrägfläche (18a) erweitert ausgebil¬ det ist ,1.4 the inner free end of which is extended over an inclined surface (18a) which extends outwards,
1.5 zwischen Zugstange (18) und Ringkolbcn (38) angeord¬ neten und radial bewegbaren Verriegelungselementen (42) , die1.5 between the pull rod (18) and the annular piston (38) and radially movable locking elements (42) which
1.6 in der Verriegelungsstellung der Zugstange (18) gegen die Schrägfläche (18a) und gegen den Ring¬ kolben (38) unter gleichzeitiger Blockierung einer weiteren radialen Auswärtsbewegung anliegen sowie von weiteren Abstützmitteln (28a) axial abgestützt werden, die1.6 in the locking position of the pull rod (18) against the inclined surface (18a) and against the ring piston (38) while simultaneously blocking a further radial outward movement and are axially supported by further support means (28a)
1.7 Bestandteil eines zwischen dem Zylindergehäuse (12) und der Zugstange (18) angeordneten, von einem Druckmittel (54) in Richtung auf den Zylinder¬ boden (14) beaufschlagbaren Kolbens (28) sind, und1.7 are part of a piston (28) which is arranged between the cylinder housing (12) and the pull rod (18) and can be acted upon by a pressure medium (54) in the direction of the cylinder base (14), and
1.8 Mitteln (30) zur Abstützung der inneren Flächen der Verriegelungselemente (42) bei deren axialer Ver¬ schiebung .1.8 means (30) for supporting the inner surfaces of the Locking elements (42) during their axial displacement.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Mittel zur Abstützung der Verriegelungselemente (42) von einem in axialer Verlängerung der Zugstange (18) angeordneten Dorn (30) gebildet werden.2. Device according to claim 1, in which the means for supporting the locking elements (42) are formed by a mandrel (30) arranged in an axial extension of the pull rod (18).
3. Einrichtung nach Anspruch 2 mit einem Anschlag (36) zur Begrenzung des Verschiebeweges des Domes (30) in Richtung auf die Zugstange (18) .3. Device according to claim 2 with a stop (36) for limiting the displacement of the dome (30) in the direction of the tie rod (18).
4. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der der Dorn (30) mit der Zugstange (18) kraftschlüssig verbunden ist.4. Device according to claim 2, wherein the mandrel (30) with the pull rod (18) is non-positively connected.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Ringkolben (38) an seinem, mit den Verriegelungsele¬ menten (42) zusammenwirkenden Ende eine zylinderför ige Innenfläche (38b) mit größerem Durchmesser als an seinem, dem Zylinderooden (14) zugewandten Ende aufweist.5. Device according to one of claims 1 to 4, wherein the annular piston (38) at its, with the locking elements (42) cooperating end a cylinder-shaped inner surface (38b) with a larger diameter than on its, the cylinderooden (14) facing End.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Ringkolben (38) auf dem Dorn (30) geführt ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, wherein the annular piston (38) is guided on the mandrel (30).
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Ringkolben (38) zwischen seiner inneren Gleitfläche und der erweiterten zylinderförmigen Innenfläche (38b) mit einer Schrägfläche (38a) ausgebildet ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, wherein the annular piston (38) between its inner sliding surface and the expanded cylindrical inner surface (38b) is formed with an inclined surface (38a).
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Übergangsbereich des Ringkolbens (38) zwischen der erweiterten zylinderförmigen Innenfläche (38b) und dem freien Ende des Ringkolbens mit einer weiteren Schrägfläche (38c) ausgebildet ist. 8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the transition region of the annular piston (38) between the enlarged cylindrical inner surface (38b) and the free end of the annular piston is formed with a further inclined surface (38c).
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Kolben (28) von einem unter Druck stehenden Gas oder Fluid beaufschlagbar ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, in which the piston (28) can be acted upon by a pressurized gas or fluid.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Kolben (28) von einem außerhalb des Zylindergehäuses (12) betätigbaren Kniehebelmechanismus oder Keilsystem beaufschlagbar ist.10. Device according to one of claims 1 to 8, in which the piston (28) can be acted upon by a toggle lever mechanism or wedge system which can be actuated outside the cylinder housing (12).
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Zugstange (18) hydraulisch oder pneumatisch in Richtung auf den Zylinderboden (14) und von diesem weg bewegbar ist.11. Device according to one of claims 1 to 10, wherein the pull rod (18) is hydraulically or pneumatically movable in the direction of the cylinder base (14) and away from it.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die weiteren Druckmittel (32, 40, 56) Federn sind.12. Device according to one of claims 1 to 11, wherein the further pressure means (32, 40, 56) are springs.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die Verriegelungselemente als Kugeln gestaltet sind.13. Device according to one of claims 1 to 12, wherein the locking elements are designed as balls.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die Verriegelungselemente (42) als Kreisringsegmente gestaltet sind mit einer ersten Stirnfläche (42d) zur Anlage an den Abstützmitteln (28a) , einer zweiten Stirn¬ fläche mit einem inneren geneigten Abschnitt (42b) zur flächigen Anlage an der Schrägfläche (18a) der Zugstange (18) und einem äußeren, entgegengesetzt ge¬ neigten Abschnitt (42c) zur Anlage an der Schrägfläche (38c) des Ringkolbens (38). 14. Device according to one of claims 1 to 12, wherein the locking elements (42) are designed as circular ring segments with a first end face (42d) for abutment on the support means (28a), a second end face with an inner inclined portion (42b ) for flat contact with the inclined surface (18a) of the pull rod (18) and an outer, oppositely inclined section (42c) for contact with the inclined surface (38c) of the annular piston (38).
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