EP0961037B1 - hydraulic actuator with locking mechanism for end of travel - Google Patents
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- EP0961037B1 EP0961037B1 EP99105840A EP99105840A EP0961037B1 EP 0961037 B1 EP0961037 B1 EP 0961037B1 EP 99105840 A EP99105840 A EP 99105840A EP 99105840 A EP99105840 A EP 99105840A EP 0961037 B1 EP0961037 B1 EP 0961037B1
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- locking
- piston
- cylinder
- end position
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-
- 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 refers to a hydraulic Working cylinder with an end position lock, in particular plunger and Differential work cylinder with an also guide side Locking in the higher pressure range.
- the invention can be applied in all areas of fluid technology which in the end positions of the working cylinder a mechanical Lock is necessary.
- IPC International Patent Classification
- F15B Pressure-actuated actuators classified in the F15B.
- the locking of fluid operated devices is specifically classified in the F15B 15/26.
- Piston rod ratio PHI is hydraulic Working cylinders in the range of 1.6 to 2.5.
- the commonly used balls therefore have opposite in surface contact pressing locking elements a principle disadvantage at high pressures due to the maximum permissible material load limits.
- the working piston has transversely mounted locking members, the means of a working piston under the action of the pressure medium axially displaceable locking piston in the End positions of the working piston via expansion rings with annular grooves interact in the cylinder wall.
- a pressure medium is supplied to the working piston and via channels in this, at the same time on the locking piston acts.
- the locking piston is moved, so that the locking members by the bias of the Spreader rings are pushed back and the engagement of the Sp Schwarzringe is lifted with the grooves. Because the piston already charged with the pressure medium, the drives Verstellstrebe jerky off.
- the object of the invention is to realize a on the guide side and / or bottom side usable Endlagenverriegelung a working cylinder that provides a smooth start guaranteed from the locked end positions.
- basics Aspects provide separate modular detachable locking units and an optional usability of the piston rod for additional system solutions.
- Another essential Aspect lies in the usability of this realization even for the higher one Pressure range, as well as in the exclusion of function-inhibiting Leakage problems.
- the essence of the invention lies in the complete integration of the piston and the end position locking required Construction parts, - the locking elements, the prestressed Locking piston and the locking element support - within the annulus between piston rod and cylinders.
- differential work cylinders is a such arrangement executed flipped on the piston.
- the locking elements engage in the cylinder inner shell - Preferably in the field of caps - a.
- the release of the locking elements takes place when pressure builds up in the working space by axial movement of the locking piston against the bias of the locking piston spring.
- By releasing the interlocking effecting interlocking Forced locking of the locking piston takes place at infinitessimal axial movement of the piston - mediated via axially inclined contact surfaces of the locking element to the recess in the cylinder - the complete impressions the locking elements in the annular space between the piston rod and cylinders.
- FIG. 1 and FIG. 2 there is a hydraulic working cylinder from a piston 1 on a piston rod 2, which is guided within a cylinder 3.
- the stroke becomes the position of the piston 1 in the cylinder 3 positively locked by means of locking elements 4.
- This Endlagenverriegelung needed in addition to the locking elements 4 a advantageously via a locking piston spring 5 - preloaded locking piston 6 and a Locking element support 7, which the locking elements 4 leads in their radial movement and locked axially.
- the end position lock is together with the piston 1 completely within the annulus between piston rod. 2 and cylinder 3 integrated.
- the locking elements 4 engage in locking the end position in recesses 8 of Cylinder inner shell, which preferably in a closure piece 9 are introduced.
- the locking element carrier 7 is connected to the piston 1 and between this and the end position to be locked on the piston rod 2 arranged. He partially contributes to the axial guidance of the piston 1 in the cylinder 3 and includes in corresponding Clear one or more locking piston springs 5, which the compressive bias of the on the piston rod 2 axially movable locking piston 6 generates when the Locking piston 6 - by the pressure of the working fluid on its end-oriented surface - the piston 1 approaches.
- the locking piston 6 has on its outer jacket a chamfer 10, which the locking elements.
- the locking elements 4 positively between the recesses 8 and the locking element carrier 7 locked when the end position of the piston 1 is reached by the approach of the piston 1 built-up to the end position bias a radial Displacement to the outside of the locking elements 4 in the Recess 8 forces.
- the contact surface forms the locking elements 4 with the recess 8 a slight axial slope 11 off.
- the locking elements 4 are advantageously designed as circular segments, which in the recesses 8 a surface pressure is achieved.
- Advantageous is the space of the locking piston spring 5 via a thin channel 12 with a valve 13 to each connected to other, pressure-free working space, as well with existing leakage always a relaxation of this space given is.
- a differential working piston all necessary for end position locking construction elements as shown in FIG. 1, with these advantageous each mirrored at the interface of the piston 1.
- the thus achievable modular design of Endlagenverriegelung allows one in the production of working cylinders simple functional equipment oriented to customer requirements this with largely uniform construction parts.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezeichnet einen hydraulischen Arbeitszylinder mit einer Endlagenverriegelung, insbesondere Plungerzylinder und Differentialarbeitszylinder mit einer auch führungsseitigen Verriegelung im höheren Druckbereich. Die Erfindung kann auf allen Gebieten der Fluidtechnik angewandt werden, bei welchen in den Endlagen des Arbeitszylinders eine mechanische Sperre notwendig ist.The invention refers to a hydraulic Working cylinder with an end position lock, in particular plunger and Differential work cylinder with an also guide side Locking in the higher pressure range. The invention can be applied in all areas of fluid technology which in the end positions of the working cylinder a mechanical Lock is necessary.
Nach der IPC (Internationale Patentklassifikation) werden Druckmittelbetriebene Stellorgane in der F15B klassifiziert. Die Verriegelung von druckmittelbetriebenen Vorrichtungen ist speziell in der F15B 15/26 klassifiziert.After the IPC (International Patent Classification) will be Pressure-actuated actuators classified in the F15B. The locking of fluid operated devices is specifically classified in the F15B 15/26.
Das bei optimaler Materialausnutzung üblicherweise verwendete Kolbenstangenverhältnis PHI liegt bei hydraulischen Arbeitszylindern im Bereich von 1,6 bis 2,5.The most commonly used with optimal material utilization Piston rod ratio PHI is hydraulic Working cylinders in the range of 1.6 to 2.5.
Es gilt allgemein:
Es ist demnach für hydraulischen Differentialarbeitszylinder mit einem auch vorgegebenen Kolbendurchmesser der Kolbenstangendurchmesser in einem gewissen Intervall festgelegt und wird üblicherweise nicht unter bzw. überschritten. Vorbekannte Lösungen zur Verriegelung sind konstruktiv so gestaltet, daß sie sinnvoll vornehmlich nur bodenseitig angewendet werden, da das Lösungsprinzip bei Anwendung im Stangenführungsbereich radiale Ausdehnungen zur Folge hätte, die eine technisch vertretbare Lösung unter dem Gesichtspunkt kommerzieller Verwertung ausschließt. Vorbekannte Lösungen zur Verriegelung verwenden aus konstruktiven Gründen für eine einseitig wirkende Verriegelung zumeist ein Kolbenstangenverhältnis PHI außerhalb des technisch und kommerziell vertretbaren Bereiches.It is therefore for hydraulic differential working cylinder with a piston diameter also given piston diameter set at a certain interval and is usually not below or exceeded. Previously known solutions for locking are constructive way designed that they are useful primarily only applied on the ground side be, since the solution principle when applied in Rod guide area would have radial expansions result the one technically feasible solution from the point of view excludes commercial exploitation. Previously known Locking solutions use constructive Reasons for a one-sided locking mostly a piston rod ratio PHI outside the technically and commercially acceptable range.
Für eine sperrende gehärtete Stahlkugel ergibt sich eineFor a blocking hardened steel ball results in a
Hertz'sche Pressung nach
- p
- Hertz'sche Pressung
- F
- axiale Kraft auf die Kugel
- E
- Elastizitätsmodul der mit der Kugel gepaarten Teile
- r
- Radius der Kugel
- p
- Hertzian pressure
- F
- axial force on the ball
- e
- Modulus of elasticity of the ball-paired parts
- r
- Radius of the sphere
Die üblicherweise verwendeten Kugeln haben daher gegenüber im Flächenkontakt pressende Verriegelungselemente einen prinzipiellen Nachteil bei hohen Drücken auf Grund der maximal zulässigen Materialbelastungsgrenzen.The commonly used balls therefore have opposite in surface contact pressing locking elements a principle disadvantage at high pressures due to the maximum permissible material load limits.
Ein weiteres signifikantes Merkmal vorbekannter Lösungen zur Verriegelung besteht darin, daß die Ankopplung des Sperrsystems zumeist an der Kolbenstange erfolgt, was den verfügbaren Hub verringert und die Verwendung der Kolbenstange für zusätzliche Funktionseinheiten am Arbeitszylinder unmöglich macht (Endschalter; Wegmeßeinrichtung). Ein weiteres Problem ist in der durch Leckage verursachten Sperrung des Verriegelungssystems zu sehen. Füllt sich über einen längeren Zeitraum der eigentlich abgeschlossene Raum der vorspannenden Verriegelungskolbenfeder mit dem verwendeten Druckmittel, ist eine Entriegelung nicht mehr möglich, da das selbige der Bewegung des Verriegelungskolbens entgegensteht.Another significant feature of previously known solutions for locking is that the coupling of the Locking system is usually done on the piston rod, which is the available stroke decreases and the use of the piston rod for additional functional units on the working cylinder impossible (limit switch, position measuring device). One Another problem is in the caused by leakage Locking the locking system to see. Fills over a longer period of actually completed space the biasing locking piston spring with the used Pressure medium, unlocking is no longer possible since the same the movement of the locking piston opposes.
In der Druckschrift DE2911071C2 wird eine Verriegelung für Arbeitszylinder mit einem ringförmigen Verriegelungskolben (7) zur Arretierung der Verriegelungselemente (8) ausgeführt, die nur bodenseitig anwendbar ist, da führungsseitig nicht hinreichend Platz für die zur Sperrung erforderlichen Teile, insbesondere den vorgespannten Sperrschieber (20), zur Verfügung steht oder das führungsseitige Abschlußteil unverhältnismäßig masseintensiv ausgeführt werden müßte.In the document DE2911071C2 a lock for Working cylinder with an annular locking piston (7) designed to lock the locking elements (8), which is applicable only on the bottom side, as the management side not enough space for the blocking required Parts, in particular the preloaded locking slide (20), is available or the management side conclusion part disproportionately mass-intensive.
In der Druckschrift DE3540277 wird ein selbstsperrender, doppelt wirkender Arbeitszylinder ausgeführt, bei dem ein Differentialkolben axial verschiebbar einerseits an seinem Außendurchmesser im Gehäuse und andererseits mit seinem Innenkanal an einer gehäusefesten Buchse gelagert ist, wobei ein Verriegelungskolben, der einerseits im Differentialkolben und andererseits in der Buchse gelagert ist, das Kugelgesperre betätigt. Bei diesem Arbeitszylinder bewegen sich innerhalb des Gehäuses drei Bauteile relativ zueinander, wodurch sich ein relativ komplizierter Aufbau darstellt.In the document DE3540277 a self-locking, double-acting cylinder executed in which a Differential piston axially displaceable on the one hand at his Outer diameter in the housing and on the other hand with its inner channel is mounted on a housing-fixed socket, wherein a locking piston, on the one hand in the differential piston and on the other hand is mounted in the socket, the ball lock actuated. In this cylinder to move within the housing three components relative to each other, resulting in a relatively complicated structure.
Bekannt ist ein verriegelbarer Arbeitszylinder mit wenigen beweglichen Verriegelungsteilen aus der Druckschrift DE3732561C2. Dabei werden Verriegelungsteile zwischen Aussparungen des Kolbeninnenmantels und des Zylinderaußenmantels gedrückt, welche die Sperrung übernehmen. Dazu befindet sich ein Verriegelungskolben, welcher über eine Feder vorgespannt ist, innerhalb des Arbeitskolbens. Dieses Prinzip ist jedoch aus konstruktiven Gründen nur für bodenseitige Verriegelungen anwendbar, da führungsseitig in die Kolbenstange kein Verriegelungskolben integrierbar ist. Zudem sind hierbei als Verriegelungselemente ausschließlich Kugeln anwendbar, mit dem Nachteil der Linienberührung derselben bei der Sperrung und dadurch extrem hohe Hertz'sche Pressung, wodurch dieses System nur bei geringen hydraulischen Drücken anwendbar ist.Known is a lockable cylinder with a few movable locking parts from the publication DE3732561C2. In this case, locking parts between recesses the piston inner shell and the cylinder outer shell pressed, which take over the blocking. Located to itself a locking piston, which via a spring is biased, inside the working piston. This principle However, for design reasons, only for the bottom side Latches applicable, since the guide side in the Piston rod no locking piston is integrable. moreover are here as locking elements exclusively Balls applicable, with the disadvantage of line contact the same at the blocking and thus extremely high Hertzian Pressing, which makes this system only at low hydraulic Press is applicable.
In der Druckschrift DE 39 42 348 C2 wird ein in der Endlage arretierbarer Arbeitszylinder mit einem vorgespannten Verriegelungskolben beschrieben, bei dem ein in den Kolben integriertes Kugelgesperre in einer dieses aufnehmende ringförmigen Aussparung des Bodens oder des Verriegelungskolbens arretiert wird. Der zentral liegende Verriegelungskolben selbst ist vorgespannt und liegt optional innerhalb des Kolbens (Fig. 3 und 4). Nachteilig bei diesem System ist, daß eine führungsseitige Ausführung dieser Lösung nicht möglich ist.In the document DE 39 42 348 C2 is a in the end position Lockable working cylinder with a preloaded locking piston described in which an integrated into the piston Kugelgesperre in a receiving this annular Recess of the bottom or the locking piston is locked. The centrally located locking piston itself is biased and is optional within the Piston (Fig. 3 and 4). The disadvantage of this system is that a management-side execution of this solution is not is possible.
In der Druckschrift DE 34 28 228 A1 ist ein in beiden Endlagen arretierbarer Arbeitszylinder offenbart, bei welchem die jeweiligen Kugelgesperre in den Kolben integriert sind und die Arretierung gegen das Zylinderrohr erfolgt, welches durch sogenannte Flanschringe eine spezielle Ausbildung erfährt. Der Verriegelungskolben zur formschlüssigen Arretierung der Kugeln wird innerhalb der hohlen Kolbenstange axial geführt und durch einen separaten Steuerdruck betätigt. Nachteilig ist die Anordnung des Verriegelungskolbens innerhalb der Kolbenstange, da dadurch nur geringe Kräfte über diese übertragbar sind, wodurch diese Anordnung für den Hochdruckbereich ungeeignet ist bzw. weitere Anwendungen der Kolbenstange nicht ermöglicht.In the document DE 34 28 228 A1 is a in both end positions lockable working cylinder disclosed in which the respective Kugelgesperre are integrated in the piston and the locking against the cylinder tube takes place, which undergoes a special training by so-called flange rings. The locking piston for positive locking The balls will be inside the hollow piston rod axially guided and actuated by a separate control pressure. A disadvantage is the arrangement of the locking piston within the piston rod, as this only small forces over this transferable, whereby this arrangement for the high-pressure area is unsuitable or other applications the piston rod is not possible.
Aus dem Dokument FR-A-896 839 ist eine Vorrichtung zur Verriegelung von Arbeitszylindern bekannt, die -am Arbeitskolben radial bewegliche Verriegelungssegmente mit geneigten Kontaktflächen aufweist, die im Zusammenwirken mit geneigten Kontaktflächen eines axial auf dem Arbeitskolben verschiebbaren Verriegelungskolbens sowie unter Wirkung dessen Drucks in einer Aussparung im Arbeitszylinder einrasten. From document FR-A-896 839 is a device for locking known from working cylinders, the -am working piston radially movable locking segments with inclined Having contact surfaces, in cooperation with inclined Contact surfaces of an axially displaceable on the working piston Locking piston and under the effect of Engage pressure in a recess in the working cylinder.
Zur Entriegelung muss ein Druckmedium zugeführt werden, das den Entriegelungskolben gegen eine Federvorspannung verschiebt. Der Entriegelungskolben und der Arbeitskolben werden zeitgleich mit Druck beaufschlagt, wodurch die Verriegelungssegmente gegen die vorhandene Sperrkraft aus der Aussparung im Arbeitszylinder herausgleiten müssen. Im Moment der vollständigen Entriegelung steht der volle Arbeitsdruck des Mediums am Arbeitskolben an und es kommt unvermeidlich zu einem kurzzeitigen, ruckartigen Bewegungsablauf beim Aus- oder Einfahren der Kolbenstange.To unlock a pressure medium must be supplied, the shifts the unlocking piston against a spring preload. The unlocking piston and the working piston are at the same time subjected to pressure, whereby the locking segments against the existing blocking force from the Slip out recess in the working cylinder. At the moment the complete unlocking is the full working pressure of the medium at the working piston and it inevitably comes to a brief, jerky movement when extending or retracting the piston rod.
Den gleichen Nachteil weist die in der Druckschrift DE-C-719 409 beschriebene Verstellstrebe auf, deren Arbeitskolben quer beweglich gelagerte Verriegelungsglieder besitzt, die mittels eines im Arbeitskolben unter Wirkung des Druckmittels axial verschiebbaren Verriegelungskolbens in den Endstellungen des Arbeitskolbens über Spreizringe mit Ringnuten in der Zylinderwand zusammenwirken. Zum Entriegeln wird ein Druckmittel zugeführt, das auf den Arbeitskolben und über Kanäle in diesem, gleichzeitig auf den Verriegelungskolben wirkt. Der Verriegelungskolben wird verschoben, so dass die Verriegelungsglieder durch die Vorspannung der Spreizringe zurück gedrückt werden und der Eingriff der Spreizringe mit den Nuten aufgehoben wird. Da der Kolben bereits mit dem Druckmittel beaufschlagt ist, fährt die Verstellstrebe ruckartig aus.The same disadvantage has in the document DE-C-719 409 Verstellstrebe described, the working piston has transversely mounted locking members, the means of a working piston under the action of the pressure medium axially displaceable locking piston in the End positions of the working piston via expansion rings with annular grooves interact in the cylinder wall. To unlock a pressure medium is supplied to the working piston and via channels in this, at the same time on the locking piston acts. The locking piston is moved, so that the locking members by the bias of the Spreader rings are pushed back and the engagement of the Spreizringe is lifted with the grooves. Because the piston already charged with the pressure medium, the drives Verstellstrebe jerky off.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Realisierung einer führungsseitig und/oder bodenseitig verwendbaren Endlagenverriegelung eines Arbeitszylinders, die ein ruckfreies Anfahren aus den verriegelten Endlagen gewährleistet. Wesentliche Aspekte stellen gesonderte modular lösbare Sperreinheiten und eine optionale Verwendbarkeit der Kolbenstange für zusätzliche Systemlösungen dar. Ein weiterer wesentlicher Aspekt liegt in der Verwendbarkeit dieser Realisierung auch für den höheren Druckbereich, sowie im Ausschluß von funktionshemmenden Leckagestörungen.The object of the invention is to realize a on the guide side and / or bottom side usable Endlagenverriegelung a working cylinder that provides a smooth start guaranteed from the locked end positions. basics Aspects provide separate modular detachable locking units and an optional usability of the piston rod for additional system solutions. Another essential Aspect lies in the usability of this realization even for the higher one Pressure range, as well as in the exclusion of function-inhibiting Leakage problems.
Die Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 aufgeführten
Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen.The object is achieved by those listed in the
Das Wesen der Erfindung liegt in der vollständigen Integration des Kolbens und der je Endlagenverriegelung benötigten Konstruktionsteile, - der Verriegelungselemente, des vorgespannten Verriegelungskolbens und des Verriegelungselementeträgers - innerhalb des Ringraums zwischen Kolbenstange und Zylinder. Bei Differentialarbeitszylindern ist eine derartige Anordnung am Kolben gespiegelt ausgeführt.The essence of the invention lies in the complete integration of the piston and the end position locking required Construction parts, - the locking elements, the prestressed Locking piston and the locking element support - within the annulus between piston rod and cylinders. In differential work cylinders is a such arrangement executed flipped on the piston.
Die Verriegelungselemente greifen in den Zylinderinnenmantel - vorzugsweise im Bereich der Verschlußkappen - ein. Das Lösen der Verriegelungselemente erfolgt bei Druckaufbau im Arbeitsraum durch axiale Bewegung des Verriegelungskolbens gegen die Vorspannung der Verriegelungskolbenfeder. Durch die Freigabe des die Verriegelung bewirkenden formschlüssigen Zwangs des Verriegelungskolbens erfolgt bei infinitessimaler axialer Bewegung des Kolbens - vermittelt über axial schräge Kontaktflächen des Verriegelungselements zur Aussparung im Zylinder - das vollständige Eindrücken der Verriegelungselemente in den Ringraums zwischen Kolbenstange und Zylinder.The locking elements engage in the cylinder inner shell - Preferably in the field of caps - a. The release of the locking elements takes place when pressure builds up in the working space by axial movement of the locking piston against the bias of the locking piston spring. By releasing the interlocking effecting interlocking Forced locking of the locking piston takes place at infinitessimal axial movement of the piston - mediated via axially inclined contact surfaces of the locking element to the recess in the cylinder - the complete impressions the locking elements in the annular space between the piston rod and cylinders.
Zur Realisierung einer Endlagenverriegelung bei hohen Drükken werden keine im Linienkontakt pressenden Kugeln sondern vorzugsweise im Flächenkontakt pressende Kreissegmente als Verriegelungselemente benutzt. Zur Unterbindung leckagebedingter Störungen wird der Raum indem die Vorspannung für den Verriegelungskolben über eine Verriegelungskolbenfeder erfolgt über einen Kanal und ein Ventil zum gegenüberliegenden Arbeitsraum entspannt, vorzugsweise innerhalb der Kolbenstange. Zur Gewährleistung einer optional verbesserten axialen Führung des Kolbens im Zylinder wechseln sich alternierend axial führende Teile des Verriegelungselementeträgers mit Teilen der Verriegelungskolbenfeder bzw. Verriegelungskolbenfedern ab. Durch den vorzugsweise modularen Aufbau der zur Verriegelung benötigten Konstruktionsteile bezüglich des Kolbens ist eine wahlweise Ausführung des Arbeitszylinders mit und ohne Verriegelung einfach möglich.For the realization of an end position lock at high pressures are not in line contact pressing balls but preferably in area contact pressing circle segments as Locking elements used. For the prevention of leakage The space will be disrupted by the bias for the locking piston via a locking piston spring takes place via a channel and a valve to the opposite Working space relaxed, preferably within the Piston rod. To ensure an optionally improved axial guidance of the piston in the cylinder alternate alternately axially leading parts of the locking element support with parts of the locking piston spring or locking piston springs from. By the preferably modular Structure of the construction parts required for locking with respect to the piston is an optional embodiment of the working cylinder easily possible with and without locking.
Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere in
- der im wesentlichen gleichartigen Ausführung der an beiden Systemen für die Verriegelung benötigten Konstruktionsteile,
- der Möglichkeit einer - auch bezüglich der Verschlußkappen - relativ schlanken materialsparenden Bauausführung,
- der auch im höheren Druckbereich funktionssicheren Konstruktion
- der schonenden Behandlung des Zylinderinnenrohres infolge flächiger Belastung der Sperrschieber
- der Gewährleistung der Funktionsfähigkeit auch bei langer Verriegelungszeit und
- der zusätzlichen Verwendung von Stell- und Positionierungssystemen im Kolbenstangenbereich, da dieser durch das Verriegelungssystem nicht verwendet wird.
- the substantially similar design of the structural parts required for locking on both systems,
- the possibility of a - also with regard to the caps - relatively slim material-saving construction,
- the reliable function even in the higher pressure range
- the gentle treatment of the cylinder inner tube as a result of surface loading of the locking slide
- Ensuring the functionality even with long locking time and
- the additional use of positioning and positioning systems in the piston rod area, as this is not used by the locking system.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von
Nach Figur 1 und Figur 2 besteht ein hydraulischer Arbeitszylinder
aus einem Kolben 1 auf einer Kolbenstange 2, welcher
innerhalb eines Zylinders 3 geführt wird. In den Endlagen
des Hubs wird die Position des Kolbens 1 im Zylinder
3 über Verriegelungselemente 4 formschlüssig arretiert.
Diese Endlagenverriegelung benötigt neben den Verriegelungselementen
4 einen, vorteilhaft über eine Verriegelungskolbenfeder
5 - vorgespannten Verriegelungskolben 6 und einen
Verriegelungselementeträger 7, der die Verriegelungselemente
4 bei ihrer radialen Bewegung führt und axial arretiert.
Die Endlagenverriegelung ist zusammen mit dem Kolben 1
vollständig innerhalb des Ringraums zwischen Kolbenstange 2
und Zylinder 3 integriert. Die Verriegelungselemente 4
greifen zur Verriegelung der Endlage in Aussparungen 8 des
Zylinderinnenmantels ein, welche vorzugsweise in einem Verschlußstück
9 eingebracht sind. Der Verriegelungselementeträger
7 ist mit dem Kolben 1 verbunden und zwischen diesem
und der zu verriegelnden Endlage auf der Kolbenstange 2
angeordnet. Er trägt partiell zur axialen Führung des Kolbens
1 im Zylinder 3 bei und beinhaltet in entsprechenden
Räumen eine oder mehrere Verriegelungskolbenfedern 5, welche
die Druckvorspannung des auf der Kolbenstange 2 axial
beweglichen Verriegelungskolbens 6 erzeugt, wenn sich der
Verriegelungskolben 6 - durch den Druck des Arbeitsmediums
auf seine zur Endlage orientierten Fläche - dem Kolben 1
nähert. Der Verriegelungskolben 6 weist auf seinem Außenmantel
eine Fase 10 auf, welche die Verriegelungselemente 4
formschlüssig zwischen den Aussparungen 8 und dem Verriegelungselementeträger
7 arretiert, wenn die Endlage des Kolbens
1 erreicht ist, indem die bei der Annäherung des Kolbens
1 an die Endlage aufgebaute Vorspannung eine radiale
Verschiebung nach Außen der Verriegelungselemente 4 in die
Aussparung 8 erzwingt. Dabei bildet die Berührungsfläche
der Verriegelungselemente 4 mit der Aussparung 8 eine
leichte axiale Schräge 11 aus. Die Verriegelungselemente 4
sind vorteilhaft als Kreissegmente ausgeführt, wodurch in
den Aussparungen 8 eine Flächenpressung erzielt wird. Vorteilhaft
ist der Raum der Verriegelungskolbenfeder 5 über
einen dünnen Kanal 12 mit einem Ventil 13 mit dem jeweils
anderen, druckfreien Arbeitsraum verbunden, wodurch auch
bei vorhandener Leckage stets eine Entspannung dieses Raumes
gegeben ist. According to FIG. 1 and FIG. 2, there is a hydraulic working cylinder
from a
Nach Fig. 3 weist ein Differentialarbeitskolben sämtliche
zur Endlagenverriegelung notwendigen Konstruktionselemente
entsprechend Fig. 1 doppelt auf, wobei diese vorteilhaft
jeweils an der Schnittfläche des Kolbens 1 gespiegelt sind.
Der somit erzielbare modulare Aufbau der Endlagenverriegelung
gestattet in der Produktion von Arbeitszylindern eine
einfache an Kundenwünschen orientierte funktionelle Ausstattung
dieser mit weitgehend einheitlichen Konstruktionsteilen. According to Fig. 3, a differential working piston all
necessary for end position locking construction elements
as shown in FIG. 1, with these advantageous
each mirrored at the interface of the
- 11
- Kolbenspiston
- 22
- Kolbenstangepiston rod
- 33
- Zylindercylinder
- 44
- Verriegelungselementenlocking elements
- 55
- VerriegelungskolbenfederLocking piston spring
- 66
- Verriegelungskolbenlocking piston
- 77
- VerriegelungselementeträgerLocking element carrier
- 88th
- Aussparungenrecesses
- 99
- Verschlußstückclosing piece
- 1010
- Fasechamfer
- 1111
- Schrägeslope
- 1212
- Kanalchannel
- 1313
- VentilValve
Claims (6)
- Hydraulic working cylinder having an end position locking arrangement, wherein a piston (1) is guided on a piston rod (2) within a cylinder (3) provided with closure pieces and in the end positions of the stroke the position of the piston (1) is positively locked in the cylinder (3) by way of locking elements (4), wherein the piston (1) and the locking elements (4), which are required for each modularly constructed end position locking arrangement, of the pretensioned locking piston (6) and of the locking element support (7) are completely integrated within the annular chamber between the piston rod (2) and the cylinder (3), and wherein the locking element support (7) is connected to the piston (1) and is disposed on the piston rod (2) between the piston and the end position which is to be locked, whereby the locking elements (4) are operatively connected to the piston (1) by way of the locking element support (7), characterised in that
in the end position, for releasing the locking elements (4), at least in a first phase the pressure of a medium is initially provided in a pressure chamber which is formed by the closure piece (9), the piston rod (2) and the locking piston (6), wherein the locking piston (6) moves closer towards the piston (1). - Hydraulic working cylinder having an end position locking arrangement as claimed in claim 1, characterised in that
an arrangement consisting of locking elements (4), the locking piston (6), the locking element support (7) within the annular chamber between the piston rod (2) and the cylinder (3) on the piston (1) is mirrored in the case of differential working cylinders. - Hydraulic working cylinder having an end position locking arrangement as claimed in claim 1 or claim 2, characterised in that
the locking elements (4) provided are not spherical. - Hydraulic working cylinder having an end position locking arrangement as claimed in any one of claims 1 to 3, characterised in that
the chamber of the locking piston spring (5) which serves to pretension the locking piston (6) is relieved of pressure by way of a duct (12) and a valve (13) leading to the opposite-lying working chamber. - Hydraulic working cylinder having an end position locking arrangement as claimed in any one of claims 1 to 4, characterised in that
axially guiding parts of the locking element support (7) alternate with parts of the locking piston spring (5). - Hydraulic working cylinder having an end position locking arrangement as claimed in any one of claims 1 to 5, characterised in that the modular structure of the structural parts, which are required for locking purposes, in relation to the piston (1) makes it readily possible to produce the working cylinder as required with or without a locking arrangement.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29809717U | 1998-05-29 | ||
DE29809717U DE29809717U1 (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | End position locking of hydraulic working cylinders |
Publications (2)
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