EP1517049A2 - Lockable pneumatic cylinder - Google Patents

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EP1517049A2
EP1517049A2 EP04015079A EP04015079A EP1517049A2 EP 1517049 A2 EP1517049 A2 EP 1517049A2 EP 04015079 A EP04015079 A EP 04015079A EP 04015079 A EP04015079 A EP 04015079A EP 1517049 A2 EP1517049 A2 EP 1517049A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
piston rod
locking
pneumatic cylinder
cage
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04015079A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1517049A3 (en
Inventor
Reinhold Schulte
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.)
SCHULTE, REINHOLD
Original Assignee
Niemann Wolfgang Dipl-Ing
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Filing date
Publication date
Application filed by Niemann Wolfgang Dipl-Ing filed Critical Niemann Wolfgang Dipl-Ing
Publication of EP1517049A2 publication Critical patent/EP1517049A2/en
Publication of EP1517049A3 publication Critical patent/EP1517049A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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 relates to a lockable pneumatic cylinder with a cylinder tube with pressure connections at the ends, a displaceable in the cylinder tube Piston, one connected to the piston, at one end of the cylinder tube emerging piston rod and a locking device for Locking the piston rod in at least one end position.
  • Lockable hydraulic and pneumatic cylinders are in various embodiments known.
  • the locking of the piston rod for example in the extended position when z. B. supported a load for a long time should be, which is above the normal driving pressure of the cylinder.
  • the piston has an auxiliary piston which is in the locking position at least one radially displaceable guided in the piston locking body pressed outwards into a recess of the inner cylinder wall.
  • DE 31 43 040 describes a piston-cylinder arrangement in which the piston rod in the case of a failure of the operating pressure by a resiliently biased Holding device is locked.
  • DE 39 13 009 describes a lockable piston of a piston-cylinder arrangement. Radially displaceable bolts enter in the locking position in recesses of the piston.
  • the invention is based on the object, a pneumatic cylinder with locking to provide in at least one end position, the locking device is simple, relatively few parts and relatively simple in an otherwise standardized pneumatic cylinder can be integrated.
  • a pneumatic cylinder of the type mentioned achieved in that at the at least one end of the cylinder tube is a cylindrical, the piston rod surrounding cage is provided, at least receiving a radially displaceable locking body, which in the locking position the piston rod enters a circumferential groove of the piston rod, and that on the piston on the side of the piston rod a spring of the Piston splayed piston disc is provided, with a locking sleeve connected in the locking position by the spring force over the cage is displaceable and the locking body in the circumferential groove pushes the piston rod.
  • cylinder covers are attached to both ends of the cylinder tube, and the cage is on the inside of the piston rod side Attached lid, for example screwed.
  • the cage is coaxial with the Piston rod and the cylinder tube and surrounds the piston rod, without this to be connected.
  • the cage In the cage are several locking bodies, in usually bullets that are radially movable over a limited path, however can not fall completely out of their guides.
  • the invention is not based on a locking of the piston rod Piston limited.
  • a lock can also with retracted piston rod make sense. It can expediently a projecting beyond the piston End of the piston rod used to receive the locking groove become.
  • a lock can be provided in both end positions be. The fact that here and in particular in the below described Embodiment, a lock in the extended piston rod position is therefore not meant to be limiting.
  • a reinforcing sleeve attached, which consists of harder material than the piston rod itself.
  • This reinforcement sleeve can also serve as a guide for the arrangement of piston disc and locking sleeve serve.
  • a particular advantage of the invention is that it compares with few parts can be realized and no fundamental changes required at the piston-cylinder arrangement.
  • the invention can therefore, for example can be used in conjunction with standard cylinders and allows also a retrofit of existing cylinders with limited effort.
  • Fig. 1 shows in a longitudinal section in a staggered arrangement, the two end positions a piston 10 within a cylinder tube 12.
  • the cylinder tube 12 consists essentially of a pipe section 14 at both ends is closed by cylinder cover 16,18.
  • the piston 10 is opposite the inner surface the pipe section 14 sealed by a circumferential seal 20.
  • the seal 20 has a directed downward in the drawing circumferential Apron, which is pressed against the inner wall of the cylinder tube when in the lying below the piston 10 cylinder chamber an increased pressure is, however, permeable to air from top to bottom.
  • the seal 20 can therefore be referred to as a disposable seal. This effect should be later to be discussed again.
  • the piston 10 is with a piston rod 22 connected by the upper cylinder cover 18 through a Bore 24 emerges, in which a circumferential seal 26 is located, the Piston rod 22 seals.
  • both cylinder covers 16,18 are pressure ports provided at 28 and 30 are provided.
  • the piston rod 22 is turned off in its lower end region and thus forms a shaft portion 32 of smaller diameter, on the two consecutive Sleeves 34,36 are pushed through one in the lower End of the piston rod 22 screwed screw 38 in conjunction with a Washer 40 are held in position.
  • the two successive sleeves 34,36 form at their common Joint a circumferential, not designated groove in which the disc-shaped formed piston 10 is located.
  • the piston 10 is thus in this way in the axial direction fixed on the piston rod 22.
  • a circumferential groove 42 located in the upper end facing away from the end of the piston rod Sleeve a circumferential groove 42, the details of which will be discussed later should.
  • At least facing away from the end of the piston rod sleeve 34 is made made of a harder material than the rest of the piston rod, for example made of a hardened steel.
  • the lower pressure connection 30 in the cylinder cover 16 opens into this bore 44. That means that once the lower sleeve 36 into the bore 44 when lowering the piston occurred, prevents the air outlet from the lower pressure port 30 becomes. If the lower, down over the piston 10 protruding End of the piston rod 22, which carries the sleeve 36, enters the bore 44, can the volume of air trapped between the piston 10 and the seal 45 do not escape through the pressure port 30.
  • a piston disc 46 which passes through a Compression spring 48 is spread apart from the piston 10.
  • the piston disk 46 is with a locking sleeve 50 on the upper sleeve 34 of the piston rod is guided axially displaceable. Between this sleeve and the locking sleeve 50 is a circumferential sliding layer 52, and not designated by Steps on the outer surface of the sleeve 34 and the inner surface of the locking sleeve 50 ensures that the piston disk 46 only in the Under the action of the compression spring 48 can remove measures from the piston 10, as shown in the drawing.
  • the locking sleeve 50 has on its inner surface a circumferential groove 53rd on, in which there is a seal 55, for example, an O-ring. These Seal seals between the locking sleeve 50 and the piston rod 22 sitting sleeve 34 from.
  • a circumferential Seal 47 On the piston disk 46 is located on the outer circumference a circumferential Seal 47. This seal 47 has an upward in the drawing directed, surrounding skirt 49, the apron 21 of the seal 20 of the Piston 10 corresponds.
  • the seal 47 seals only if a significant Pressure has entered the lying above the piston 10 cylinder chamber. Since the two skirts 21 and 49 down and up, so away from each other are directed, the air in the space between the piston 10th and the piston disc 46 escape when the piston disc 46 to the piston 10 is approached and on at least one outside, ie within one of the cylinder chambers no higher pressure prevails.
  • the drawing also shows a cylindrical cage at the bottom the upper cylinder cover 18 is fixed in a position in which he the piston rod surrounds without being connected to it.
  • the cage is made according to the Drawing formed by a sleeve, which by means of an external thread in her concentric position screwed to the underside of the upper cylinder cover 18 is.
  • the cage 54 has a number of radial bores into which Locking body formed by balls 56 are inserted.
  • the holes for receiving the balls are slightly constricted at its outer edge, so Although the balls with their circumference while partially outward over the cage protrude, but can not fall outward.
  • the outer position is shown in Fig. 1 on the right side.
  • the balls 56 at least partially inwardly from the Exit cage 54.
  • Fig. 1 is on the left side, the locking of the piston rod in the shown upper end position.
  • this upper end position is the circumferential Groove 42 of the upper sleeve 34, which is pushed onto the piston rod, in Height of the position of the balls 56 in the cage 54.
  • the ball On the left side in Fig. 1, therefore, the ball is shown in a position in which it is partially in the circumferential groove 42. So that the balls on the whole Scope be held in the circumferential groove 42 and thus the piston rod Locked in the axial direction, the locking sleeve 50 is in a Position in which it rests on the balls from the outside of the cage and so that the balls push inwards. This locks the piston rod. In this locking position, it can absorb much higher forces, as it would allow the usual working pressure.

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Abstract

The lockable pneumatic cylinder has a cylinder tube (12) on one end of which is a cylindrical cage (54) encompassing the piston rod (22). The cage accommodates at least one radially movable locking ball (56) which in the locked position of the piston rod engages in an encompassing groove (42) in the piston rod. A disc (46) is provided on the side of the piston rod and connected to a locking sleeve (50) which in the locking position is movable over the cage by spring force exerted by the piston (10) and presses the locking ball in the groove in the piston rod.

Description

Die Erfindung betrifft einen verriegelbaren Pneumatikzylinder mit einem Zylinderrohr mit Druckanschlüssen an den Enden, einem im Zylinderrohr verschiebbaren Kolben, einer mit dem Kolben verbundenen, an einem Ende aus dem Zylinderrohr austretenden Kolbenstange und einer Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln der Kolbenstange in wenigstens einer Endstellung.The invention relates to a lockable pneumatic cylinder with a cylinder tube with pressure connections at the ends, a displaceable in the cylinder tube Piston, one connected to the piston, at one end of the cylinder tube emerging piston rod and a locking device for Locking the piston rod in at least one end position.

Verriegelbare Hydraulik- und Pneumatikzylinder sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Die Verriegelung der Kolbenstange erfolgt beispielsweise in der ausgefahrenen Stellung, wenn z. B. eine Last über längere Zeit abgestützt werden soll, die über dem normalen Antriebsdruck des Zylinders liegt. Diese Situation wird beispielsweise in der DE 37 32 561 A1 für einen Hydraulikzylinder beschrieben. Im Kolben befindet sich ein Hilfskolben, der in der Verriegelungsstellung wenigstens einen radial verschiebbaren im Kolben geführten Verriegelungskörper nach außen in eine Ausnehmung der inneren Zylinderwand drückt.Lockable hydraulic and pneumatic cylinders are in various embodiments known. The locking of the piston rod, for example in the extended position when z. B. supported a load for a long time should be, which is above the normal driving pressure of the cylinder. This situation For example, in DE 37 32 561 A1 for a hydraulic cylinder described. The piston has an auxiliary piston which is in the locking position at least one radially displaceable guided in the piston locking body pressed outwards into a recess of the inner cylinder wall.

Die DE 31 43 040 beschreibt einen Kolbenzylinderanordnung, bei der die Kolbenstange im Falle eines Ausfallens des Betriebsdrucks durch eine federnd vorgespannte Halteeinrichtung arretiert wird. Die DE 39 13 009 beschreibt einen verriegelbaren Kolben einer Kolbenzylinderanordnung. Radial verschiebbare Riegel treten in der Verriegelungsstellung in Ausnehmungen des Kolbens ein.DE 31 43 040 describes a piston-cylinder arrangement in which the piston rod in the case of a failure of the operating pressure by a resiliently biased Holding device is locked. DE 39 13 009 describes a lockable piston of a piston-cylinder arrangement. Radially displaceable bolts enter in the locking position in recesses of the piston.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pneumatikzylinder mit Verriegelung in wenigstens einer Endstellung zu schaffen, dessen Verriegelungseinrichtung einfach aufgebaut ist, relativ wenige Teile umfaßt und relativ einfach in einen im übrigen standardisierten Pneumatikzylinder integriert werden kann.The invention is based on the object, a pneumatic cylinder with locking to provide in at least one end position, the locking device is simple, relatively few parts and relatively simple in an otherwise standardized pneumatic cylinder can be integrated.

Diese Aufgabe wird bei einem Pneumatikzylinder der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass an dem wenigstens einen Ende des Zylinderrohres ein zylindrischer, die Kolbenstange umgebender Käfig vorgesehen ist, der wenigstens einen radial verschiebbaren Verriegelungskörper aufnimmt, der in der Verriegelungsstellung der Kolbenstange in eine umlaufende Nut der Kolbenstange eintritt, und dass am Kolben auf der Seite der Kolbenstange eine federnd von dem Kolben abgespreizte Kolbenscheibe vorgesehen ist, mit der eine Verriegelungshülse verbunden ist, die in der Verriegelungsstellung durch die Federkraft über den Käfig verschiebbar ist und die Verriegelungskörper in die umlaufende Nut der Kolbenstange drückt.This object is achieved in a pneumatic cylinder of the type mentioned achieved in that at the at least one end of the cylinder tube is a cylindrical, the piston rod surrounding cage is provided, at least receiving a radially displaceable locking body, which in the locking position the piston rod enters a circumferential groove of the piston rod, and that on the piston on the side of the piston rod a spring of the Piston splayed piston disc is provided, with a locking sleeve connected in the locking position by the spring force over the cage is displaceable and the locking body in the circumferential groove pushes the piston rod.

Wenn die Kolbenstange aus ihrer Verriegelungsstellung gelöst werden soll, wird Luftdruck auf der Seite der austretenden Kolbenstange in das Zylinderrohr eingelassen. Dadurch wird die Kolbenscheibe unter Überwindung der diese von dem Kolben abspreizenden Federkraft gegen den Kolben gedrückt. Dabei zieht die Kolbenscheibe die mit ihr verbundene Verriegelungshülse, die in der Verriegelungsstellung im wesentlichen über den gesamten Käfig geschoben ist, von dem Käfig so zurück, dass die Verriegelungskörper radial nach außen bewegt werden können. Dadurch lösen sie sich aus der umlaufenden Nut der Kolbenstange, so dass der auf die Kolbenscheibe und zugleich auf den Kolben einwirkende Pneumatikdruck den Kolben mit der Kolbenstange aus der verriegelten Stellung verschiebt.When the piston rod is to be released from its locking position, is Air pressure on the side of the exiting piston rod inserted in the cylinder tube. As a result, the piston disc overcoming this from pressed the piston spreading spring force against the piston. It pulls the piston disc with its associated locking sleeve, which in the locked position essentially pushed over the entire cage, from the cage back so that the locking body moves radially outward can be. As a result, they detach from the circumferential groove of the piston rod, so that acting on the piston disc and at the same time on the piston Pneumatic pressure the piston with the piston rod from the locked Position shifts.

Wenn andererseits der Luftdruck in die der Kolbenstange gegenüberliegende Kammer des Zylinderrohres eingeleitet und auf der kolbenstangenseitigen Kammer abgebaut wird, wird der Kolben wieder in Richtung der Verriegelungsstellung geschoben. Da der Druck auf der Seite der Kolbenstange zunehmend abgebaut wird, kann die Kolbenscheibe wiederum durch die Druckfeder von dem eigentlichen Kolben abgespreizt werden. Die mit der Kolbenscheibe verbundene Hülse gleitet daher bei Erreichen der oberen Endstellung wiederum über den Käfig, so dass die Verriegelungskörper nach innen in die umlaufende Nut der Kolbenstange gedrückt werden.On the other hand, if the air pressure in the opposite of the piston rod Chamber of the cylinder tube introduced and on the piston rod side chamber is dismantled, the piston is again in the direction of the locking position pushed. As the pressure on the side of the piston rod increasingly diminished In turn, the piston disk can be replaced by the compression spring of the actual Pistons are spread. The connected to the piston disc Sleeve therefore slides on reaching the upper end position again over the Cage, so that the locking body inward into the circumferential groove of the Piston rod are pressed.

Vorzugsweise sind an beiden Enden des Zylinderrohres Zylinderdeckel befestigt, und der Käfig ist an der Innenseite des auf der Kolbenstangenseite liegenden Deckels befestigt, beispielsweise eingeschraubt. Der Käfig liegt koaxial zu der Kolbenstange und dem Zylinderrohr und umgibt die Kolbenstange, ohne mit dieser verbunden zu sein. Im Käfig befinden sich mehrere Verriegelungskörper, in der Regel Kugeln, die über einen begrenzten Weg radial beweglich sind, jedoch nicht vollständig nach außen aus ihren Führungen herausfallen können. Preferably, cylinder covers are attached to both ends of the cylinder tube, and the cage is on the inside of the piston rod side Attached lid, for example screwed. The cage is coaxial with the Piston rod and the cylinder tube and surrounds the piston rod, without this to be connected. In the cage are several locking bodies, in usually bullets that are radially movable over a limited path, however can not fall completely out of their guides.

Die Erfindung ist nicht auf eine Verriegelung der Kolbenstange bei ausgefahrenem Kolben beschränkt. Eine Verriegelung kann auch bei eingefahrener Kolbenstange sinnvoll sein. Dabei kann zweckmäßigerweise ein über den Kolben überstehendes Ende der Kolbenstange zur Aufnahme der Verriegelungsnut genutzt werden. Schließlich kann auch eine Verriegelung in beiden Endstellungen vorgesehen sein. Die Tatsache, dass hier und insbesondere in dem unten beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Verriegelung in der ausgefahrenen Kolbenstangenstellung gezeigt wird, ist daher nicht einschränkend zu verstehen.The invention is not based on a locking of the piston rod Piston limited. A lock can also with retracted piston rod make sense. It can expediently a projecting beyond the piston End of the piston rod used to receive the locking groove become. Finally, a lock can be provided in both end positions be. The fact that here and in particular in the below described Embodiment, a lock in the extended piston rod position is therefore not meant to be limiting.

Vorzugsweise ist auf der Kolbenstange zumindest im Bereich der umlaufenden Nut eine Verstärkungshülse angebracht, die aus härterem Material besteht als die Kolbenstange selbst. Diese Verstärkungshülse kann zugleich als Führung für die Anordnung aus Kolbenscheibe und Verriegelungshülse dienen.Preferably, on the piston rod at least in the region of the circumferential Groove a reinforcing sleeve attached, which consists of harder material than the piston rod itself. This reinforcement sleeve can also serve as a guide for the arrangement of piston disc and locking sleeve serve.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie mit verhältnismäßig wenigen Teilen realisiert werden kann und keine grundsätzlichen Änderungen an der Kolben-Zylinder-Anordnung verlangt. Die Erfindung kann daher beispielsweise in Verbindung mit Standard-Zylindern eingesetzt werden und ermöglicht auch eine Nachrüstung vorhandener Zylinder mit begrenztem Aufwand.A particular advantage of the invention is that it compares with few parts can be realized and no fundamental changes required at the piston-cylinder arrangement. The invention can therefore, for example can be used in conjunction with standard cylinders and allows also a retrofit of existing cylinders with limited effort.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1
ist ein Axial-Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Zylinderrohr und zeigt auf der linken und rechten Seite die Anordnung aus Kolben und Kolbenstange in jeweils einer der Endstellungen.
In the following preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1
is an axial section through an inventive cylinder tube and shows on the left and right side of the arrangement of piston and piston rod in each one of the end positions.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt in versetzter Anordnung die beiden Endstellungen eines Kolbens 10 innerhalb eines Zylinderrohres 12. Das Zylinderrohr 12 besteht im wesentlichen aus einem Rohrabschnitt 14, der an beiden Enden durch Zylinderdeckel 16,18 geschlossen ist. Der Kolben 10 ist gegenüber der Innenfläche des Rohrabschnitts 14 durch eine umlaufende Dichtung 20 abgedichtet. Fig. 1 shows in a longitudinal section in a staggered arrangement, the two end positions a piston 10 within a cylinder tube 12. The cylinder tube 12 consists essentially of a pipe section 14 at both ends is closed by cylinder cover 16,18. The piston 10 is opposite the inner surface the pipe section 14 sealed by a circumferential seal 20.

Die Dichtung 20 hat eine nach unten in der Zeichnung gerichtete umlaufende Schürze, die gegen die Innenwand des Zylinderrohres gedrückt wird, wenn sich in der unterhalb des Kolbens 10 liegenden Zylinderkammer ein erhöhter Druck befindet, dagegen von oben nach unten luftdurchlässig ist. Die Dichtung 20 kann also als Einwegdichtung bezeichnet werden. Auf diesen Effekt soll später noch einmal eingegangen werden. Andererseits ist der Kolben 10 mit einer Kolbenstange 22 verbunden, die durch den oberen Zylinderdeckel 18 durch eine Bohrung 24 austritt, in der sich eine umlaufende Dichtung 26 befindet, die die Kolbenstange 22 abdichtet. In beiden Zylinderdeckeln 16,18 sind Druckanschlüsse vorgesehen, die mit 28 und 30 bezeichnet sind. Durch ein Einleiten oder Ablassen von Druckluft aus den und in die auf beiden Seiten des Kolbens 10 gebildeten Zylinderkammern kann die Anordnung aus Kolben 10 und Kolbenstange 22 daher in senkrechter Richtung in Fig. 1 zwischen den beiden gezeigten Stellungen hin- und hergefahren werden.The seal 20 has a directed downward in the drawing circumferential Apron, which is pressed against the inner wall of the cylinder tube when in the lying below the piston 10 cylinder chamber an increased pressure is, however, permeable to air from top to bottom. The seal 20 can therefore be referred to as a disposable seal. This effect should be later to be discussed again. On the other hand, the piston 10 is with a piston rod 22 connected by the upper cylinder cover 18 through a Bore 24 emerges, in which a circumferential seal 26 is located, the Piston rod 22 seals. In both cylinder covers 16,18 are pressure ports provided at 28 and 30 are provided. By initiating or venting compressed air from and into both sides of the piston 10 formed cylinder chambers, the arrangement of the piston 10 and piston rod 22 therefore in the vertical direction in Fig. 1 between the two shown Positions are moved back and forth.

Die Kolbenstange 22 ist in ihrem unteren Endbereich abgedreht und bildet somit einen Schaftabschnitt 32 geringeren Durchmessers, auf den zwei hintereinanderliegende Hülsen 34,36 aufgeschoben sind, die durch eine in das untere Ende der Kolbenstange 22 eingedrehte Schraube 38 in Verbindung mit einer Unterlegscheibe 40 in ihrer Position gehalten werden.The piston rod 22 is turned off in its lower end region and thus forms a shaft portion 32 of smaller diameter, on the two consecutive Sleeves 34,36 are pushed through one in the lower End of the piston rod 22 screwed screw 38 in conjunction with a Washer 40 are held in position.

Die beiden hintereinanderliegenden Hülsen 34,36 bilden an ihrer gemeinsamen Stoßstelle eine umlaufende, nicht bezeichnete Nut, in der der scheibenförmig ausgebildete Kolben 10 liegt. Der Kolben 10 wird also auf diese Weise in Axialrichtung auf der Kolbenstange 22 festgelegt.The two successive sleeves 34,36 form at their common Joint a circumferential, not designated groove in which the disc-shaped formed piston 10 is located. The piston 10 is thus in this way in the axial direction fixed on the piston rod 22.

Zwischen den beiden Hülsen 34,36 befindet sich eine um die Kolbenstange herum verlaufende Dichtung 35, z. B. ein O-Ring, der die Anordnung aus den beiden Hülsen 34,36 und dem Kolben 10 gegenüber der Kolbenstange 22 abdichtet.Between the two sleeves 34,36 is one around the piston rod extending seal 35, z. B. an O-ring, the arrangement of the two Sleeves 34,36 and the piston 10 seals against the piston rod 22.

Im übrigen befindet sich in der vom Ende der Kolbenstange abgewandten oberen Hülse eine umlaufende Nut 42, auf deren Einzelheiten später eingegangen werden soll. Zumindest die vom Ende der Kolbenstange abgewandte Hülse 34 besteht aus einem härteren Material als die übrige Kolbenstange, beispielsweise aus einem gehärteten Stahl. Incidentally, located in the upper end facing away from the end of the piston rod Sleeve a circumferential groove 42, the details of which will be discussed later should. At least facing away from the end of the piston rod sleeve 34 is made made of a harder material than the rest of the piston rod, for example made of a hardened steel.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, taucht der Bereich der unteren, am Ende der Kolbenstange liegenden Hülse 36 in eine Bohrung 44 ein, in deren oberen Wandbereich eine umlaufende, Dichtung 45 angeordnet ist. Der untere Druckanschluß 30 in dem Zylinderdeckel 16 mündet in diese Bohrung 44. Das bedeutet, dass, sobald die untere Hülse 36 in die Bohrung 44 beim Absenken des Kolbens eingetreten ist, der Luftaustritt aus dem unteren Druckanschluß 30 verhindert wird. Wenn das untere, nach unten über den Kolben 10 hinausragende Ende der Kolbenstange 22, das die Hülse 36 trägt, in die Bohrung 44 eintritt, kann das zwischen dem Kolben 10 und der Dichtung 45 eingefangene Luftvolumen nicht durch den Druckanschluß 30 entweichen. Es ist daher eine nicht dargestellte Drosselbohrung vorgesehen, das den Bereich unterhalb des Kolbens 10 unter Umgehung der Dichtung 45 mit dem Druckanschluß 30 verbindet. Die Luft zwischen dem Kolben 10 und dem unteren Zylinderdeckel 16 wird in der Endphase der Abwärtsbewegung des Kolbens mit der Kolbenstange durch diese nicht gezeigte Drosselbohrung gedrückt. Dadurch wird die Bewegungsgeschwindigkeit gegen Ende des Hubes abgebremst.As can be seen from the drawing, the area of the lower, at the end of the Piston rod lying sleeve 36 in a bore 44, in the upper Wall area a circumferential seal 45 is arranged. The lower pressure connection 30 in the cylinder cover 16 opens into this bore 44. That means that once the lower sleeve 36 into the bore 44 when lowering the piston occurred, prevents the air outlet from the lower pressure port 30 becomes. If the lower, down over the piston 10 protruding End of the piston rod 22, which carries the sleeve 36, enters the bore 44, can the volume of air trapped between the piston 10 and the seal 45 do not escape through the pressure port 30. It is therefore not one illustrated throttle bore provided, which is the area below the piston 10, bypassing the seal 45 connects to the pressure port 30. The Air between the piston 10 and the lower cylinder cover 16 is in the Final phase of the downward movement of the piston with the piston rod through it not shown throttle bore pressed. This will change the movement speed slowed down towards the end of the stroke.

Oberhalb des Kolbens 10 befindet sich eine Kolbenscheibe 46, die durch eine Druckfeder 48 von dem Kolben 10 abgespreizt wird. Die Kolbenscheibe 46 ist mit einer Verriegelungshülse 50, die auf der oberen Hülse 34 der Kolbenstange axial verschiebbar geführt ist. Zwischen dieser Hülse und der Verriegelungshülse 50 befindet sich eine umlaufende Gleitschicht 52, und durch nicht bezeichnete Stufen auf der Außenfläche der Hülse 34 und der Innenfläche der Verriegelungshülse 50 wird gewährleistet, dass sich die Kolbenscheibe 46 nur in dem Maße unter Einwirkung der Druckfeder 48 von dem Kolben 10 entfernen kann, wie es in der Zeichnung gezeigt ist.Above the piston 10 is a piston disc 46, which passes through a Compression spring 48 is spread apart from the piston 10. The piston disk 46 is with a locking sleeve 50 on the upper sleeve 34 of the piston rod is guided axially displaceable. Between this sleeve and the locking sleeve 50 is a circumferential sliding layer 52, and not designated by Steps on the outer surface of the sleeve 34 and the inner surface of the locking sleeve 50 ensures that the piston disk 46 only in the Under the action of the compression spring 48 can remove measures from the piston 10, as shown in the drawing.

Die Verriegelungshülse 50 weist auf ihrer Innenfläche eine umlaufende Nut 53 auf, in der sich eine Dichtung 55, beispielsweise eine O-Ring befindet. Diese Dichtung dichtet zwischen der Verriegelungshülse 50 und der auf der Kolbenstange 22 sitzenden Hülse 34 ab.The locking sleeve 50 has on its inner surface a circumferential groove 53rd on, in which there is a seal 55, for example, an O-ring. These Seal seals between the locking sleeve 50 and the piston rod 22 sitting sleeve 34 from.

Auf der Kolbenscheibe 46 befindet sich auf dem äußeren Umfang eine umlaufende Dichtung 47. Diese Dichtung 47 weist eine in der Zeichnung nach oben gerichtete, umlaufende Schürze 49 auf, die der Schürze 21 der Dichtung 20 des Kolbens 10 entspricht. On the piston disk 46 is located on the outer circumference a circumferential Seal 47. This seal 47 has an upward in the drawing directed, surrounding skirt 49, the apron 21 of the seal 20 of the Piston 10 corresponds.

Bei dieser Anordnung dichtet die Dichtung 47 nur ab, wenn ein nennenswerter Druck in die oberhalb des Kolbens 10 liegende Zylinderkammer eingetreten ist. Da die beiden Schürzen 21 und 49 nach unten und oben, also voneinander weg gerichtet sind, kann die Luft in dem Zwischenraum zwischen dem Kolben 10 und der Kolbenscheibe 46 entweichen, wenn die Kolbenscheibe 46 an den Kolben 10 angenähert wird und auf wenigstens einer Aussenseite, also innerhalb einer der Zylinderkammern kein höherer Druck herrscht.In this arrangement, the seal 47 seals only if a significant Pressure has entered the lying above the piston 10 cylinder chamber. Since the two skirts 21 and 49 down and up, so away from each other are directed, the air in the space between the piston 10th and the piston disc 46 escape when the piston disc 46 to the piston 10 is approached and on at least one outside, ie within one of the cylinder chambers no higher pressure prevails.

Der guten Ordnung halber soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass sich alle Richtungs- und Positionsangaben in der vorliegenden Beschreibung auf die Stellung des Pneumatikzylinders in Fig. 1 beziehen. Während an sich die Anordnung von Pneumatikzylindem weitgehend richtungsunabhängig ist, entspricht die Darstellung der Zeichnung durchaus einem realistischen Einsatzfall, bei dem beispielsweise durch den Pneumatikzylinder ein Maschinenteil angehoben worden ist und in einer oberen Stellung gehalten werden muß.For the sake of good order, it should be pointed out once again that All directions and position information in the present description relate the position of the pneumatic cylinder in Fig. 1. While in itself the arrangement of Pneumatikzylindem is largely independent of direction, corresponds the representation of the drawing quite a realistic application, in which, for example, lifted by the pneumatic cylinder, a machine part has been and must be kept in an upper position.

Die Zeichnung zeigt weiterhin einen zylindrischen Käfig, der an der Unterseite des oberen Zylinderdeckels 18 in einer Position befestigt ist, in der er die Kolbenstange umgibt, ohne mit dieser verbunden zu sein. Der Käfig wird gemäß der Zeichnung durch eine Hülse gebildet, die mithilfe eines Außengewindes in ihre konzentrische Position an der Unterseite des oberen Zylinderdeckels 18 eingeschraubt ist. Der Käfig 54 weist eine Anzahl von radialen Bohrungen auf, in die Verriegelungskörper, gebildet durch Kugeln 56 eingelegt sind. Die Bohrungen zur Aufnahme der Kugeln sind an ihrem äußeren Rand leicht eingeschnürt, so dass die Kugeln mit ihrem Umfang zwar teilweise nach außen über den Käfig hinausragen, jedoch nicht nach außen herausfallen können. Die äußere Stellung ist in Fig. 1 auf der rechten Seite gezeigt.The drawing also shows a cylindrical cage at the bottom the upper cylinder cover 18 is fixed in a position in which he the piston rod surrounds without being connected to it. The cage is made according to the Drawing formed by a sleeve, which by means of an external thread in her concentric position screwed to the underside of the upper cylinder cover 18 is. The cage 54 has a number of radial bores into which Locking body formed by balls 56 are inserted. The holes for receiving the balls are slightly constricted at its outer edge, so Although the balls with their circumference while partially outward over the cage protrude, but can not fall outward. The outer position is shown in Fig. 1 on the right side.

Andererseits können die Kugeln 56 wenigstens teilweise nach innen aus dem Käfig 54 austreten.On the other hand, the balls 56 at least partially inwardly from the Exit cage 54.

Nunmehr soll die Wirkungsweise des Verriegelungsmechanismus erläutert werden. In Fig. 1 ist auf der linken Seite die Verriegelung der Kolbenstange in der oberen Endstellung dargestellt. In dieser oberen Endstellung liegt die umlaufende Nut 42 der oberen Hülse 34, die auf die Kolbenstange aufgeschoben ist, in Höhe der Position der Kugeln 56 in dem Käfig 54. Now, the operation of the locking mechanism will be explained. In Fig. 1 is on the left side, the locking of the piston rod in the shown upper end position. In this upper end position is the circumferential Groove 42 of the upper sleeve 34, which is pushed onto the piston rod, in Height of the position of the balls 56 in the cage 54.

Auf der linken Seite in Fig. 1 ist daher die Kugel in einer Position gezeigt, in der sie teilweise in der umlaufenden Nut 42 liegt. Damit die Kugeln auf dem ganzen Umfang in der umlaufenden Nut 42 gehalten werden und damit die Kolbenstange in Axialrichtung verriegelt ist, befindet sich die Verriegelungshülse 50 in einer Position, in der sie sich von der Außenseite des Käfigs her auf den Kugeln abstützt und damit die Kugeln nach innen drückt. Damit ist die Kolbenstange verriegelt. In dieser Verriegelungsstellung kann sie wesentlich höhere Kräfte aufnehmen, als es der übliche Arbeitsdruck zulassen würde.On the left side in Fig. 1, therefore, the ball is shown in a position in which it is partially in the circumferential groove 42. So that the balls on the whole Scope be held in the circumferential groove 42 and thus the piston rod Locked in the axial direction, the locking sleeve 50 is in a Position in which it rests on the balls from the outside of the cage and so that the balls push inwards. This locks the piston rod. In this locking position, it can absorb much higher forces, as it would allow the usual working pressure.

Wenn die Kolbenstange jetzt aus der verriegelten Position abgesenkt werden soll, muß Druckluft in den oberen Druckanschluß 28 eingeleitet und aus dem unteren Druckanschluß 30 abgelassen werden. Durch Einleiten von Druckluft in den oberen Druckanschluß 28 wird Druck auf die obere Kolbenscheibe 46 ausgeübt, so dass diese zusammen mit der Verriegelungshülse 50 entgegen der Wirkung der Druckfeder 48 nach unten in der Zeichnung verschoben wird. Dadurch wird die Verriegelungshülse 50 aus der Position der Kugeln 56 nach unten abgezogen. Durch weitere Einleitung von Druckluft kann der Kolben 10, dessen Kolbenstange 22 nunmehr aus der Verriegelung gelöst ist, nach unten geschoben werden, bis die auf der rechten Seite gezeigte Stellung erreicht ist.If the piston rod is now to be lowered from the locked position, compressed air must be introduced into the upper pressure port 28 and from the lower Pressure port 30 are drained. By introducing compressed air into the upper pressure port 28 exerts pressure on the upper piston disk 46, so that these together with the locking sleeve 50 against the effect the compression spring 48 is moved downward in the drawing. Thereby the locking sleeve 50 from the position of the balls 56 down deducted. By further introduction of compressed air, the piston 10, the piston rod 22 is now released from the lock, down be pushed until the position shown on the right side is reached.

Wenn der Kolben wieder in die obere Stellung geschoben worden ist und die Druckluft aus der oberen Zylinderkammer entwichen ist, kann sich die mit einer umlaufenden, nicht bezeichneten Dichtung versehene Kolbenscheibe 46 unter Einwirkung der Druckfeder 48 nach oben verschieben, bis sich die Verriegelungshülse, deren oberer Rand nach innen abgeschrägt ist, über die Kugeln geschoben hat.When the piston has been pushed back to the upper position and the Compressed air escaped from the upper cylinder chamber, which can escape with a circumferential, not designated seal provided piston disc 46 below Move action of the compression spring 48 upwards until the locking sleeve, whose upper edge is chamfered inwards, pushed over the balls Has.

Sofern in der vorliegenden Beschreibung von Luftdruck gesprochen wird, ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Der erfindungsgemäße Zylinder kann mit Gasen aller Art betrieben werden.If air pressure is used in the present description, this is not restrictive to understand. The cylinder according to the invention can with Gas of all kinds are operated.

Claims (9)

Verriegelbarer Pneumatikzylinder mit einem Zylinderrohr (12) mit Druckanschlüssen (28,30) an den Enden, einem im Zylinderrohr verschiebbaren Kolben (10), einer mit dem Kolben verbundenen, an einem Ende aus dem Zylinderrohr austretenden Kolbenstange (22) und einer Verriegelungseinrichtung (54,56,50) zum Verriegeln der Kolbenstange (22) in wenigstens einer Endstellung, dadurch gekennzeichnet, dass an dem wenigstens einen Ende des Zylinderrohres (12) ein zylindrischer, die Kolbenstange (22) umgebender Käfig (54) vorgesehen ist, der wenigstens einen radial verschiebbaren Verriegelungskörper (56) aufnimmt, der in der Verriegelungsstellung der Kolbenstange (22) in eine umlaufende Nut (42) der Kolbenstange (22) eintritt, und dass am Kolben (10) auf der Seite der Kolbenstange (22) eine federnd von dem Kolben (10) abgespreizte Kolbenscheibe (46) vorgesehen ist, mit der eine Verriegelungshülse (50) verbunden ist, die in der Verriegelungsstellung durch die Federkraft über den Käfig (54) verschiebbar ist und die Verriegelungskörper (56) in die umlaufende Nut (42) der Kolbenstange (22) drückt.A lockable pneumatic cylinder having a cylinder tube (12) with pressure connections (28, 30) at the ends, a piston (10) displaceable in the cylinder tube, a piston rod (22) connected to the piston, emerging from the cylinder tube at one end, and a locking device (54 , 56,50) for locking the piston rod (22) in at least one end position, characterized in that at the at least one end of the cylinder tube (12) a cylindrical, the piston rod (22) surrounding cage (54) is provided, the at least one radially displaceable locking body (56) receives, which occurs in the locking position of the piston rod (22) in a circumferential groove (42) of the piston rod (22), and that on the piston (10) on the side of the piston rod (22) a spring of the Piston (10) splayed piston disc (46) is provided, with which a locking sleeve (50) is connected, ver in the locking position by the spring force on the cage (54) ver is pushed and the locking body (56) in the circumferential groove (42) of the piston rod (22) presses. Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylinderrohr einen Rohrabschnitt (14) und zwei Zylinderdeckel (16,18) an beiden Enden aufweist, und dass der Käfig (54) an der Innenseite eines der Zylinderdeckel befestigt ist.A lockable pneumatic cylinder according to claim 1, characterized in that the cylinder tube has a pipe section (14) and two cylinder covers (16,18) at both ends, and that the cage (54) is fixed to the inside of one of the cylinder cover. Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verriegelungskörper eine Kugel (56) ist.Lockable pneumatic cylinder according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one locking body is a ball (56). Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verriegelungskörper (56) derart in dem Käfig (54) gehalten ist, dass ein Austreten des Verriegelungskörpers nach außen aus dem Käfig (54) heraus ausgeschlossen ist.Lockable pneumatic cylinder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one locking body (56) is held in the cage (54) such that leakage of the locking body outwardly from the cage (54) is excluded. Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (22) in ihrem den Kolben (10) aufnehmenden Endbereich einen Schaftabschnitt (32) geringeren Durchmessers bildet, auf den Hülsen (34,36) aufgeschoben sind, die aus einem gegenüber der Kolbenstange (22) härteren Material bestehen. Lockable pneumatic cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod (22) in its end portion receiving the piston (10) forms a shank portion (32) of smaller diameter, are pushed onto the sleeves (34,36), which from one opposite the piston rod (22) harder material. Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Hülsen (34) die umlaufende Verriegelungs-Nut (42) aufnimmt.Lockable pneumatic cylinder according to claim 5, characterized in that one of the sleeves (34) receives the circumferential locking groove (42). Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Hülsen (34,36) auf dem Schaftabschnitt (32) der Kolbenstange (22) angeordnet sind, die an ihrer Stoßseite eine umlaufende Nut zur Aufnahme des Kolbens (10) bilden.Lockable pneumatic cylinder according to claim 5, characterized in that two sleeves (34,36) on the shaft portion (32) of the piston rod (22) are arranged, which form on its abutting side a circumferential groove for receiving the piston (10). Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Kolben (10) federnd abgespreizte Kolbenscheibe (46) zusammen mit der Verriegelungshülse (50) auf einer der Hülsen (34,36) auf dem verjüngten Schaftabschnitt (32) der Kolbenstange in Axialrichtung bis zu einem definierten Abstand zwischen Kolben (10) und Kolbenscheibe (46) verschiebbar ist.Lockable pneumatic cylinder according to Claim 5, characterized in that the piston disc (46), which is spring-spread by the piston (10), together with the locking sleeve (50) on one of the sleeves (34, 36) on the tapered shank portion (32) of the piston rod in the axial direction is displaceable up to a defined distance between piston (10) and piston disc (46). Verriegelbarer Pneumatikzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem äußeren Umfang des Kolbens (10) und der Kolbenscheibe (46) umlaufende Dichtungen (20,47) vorgesehen sind, die nur dann und auf der Seite dichtend wirken, auf der ein Luftdruck oberhalb eines vorgegebenen Mindestwertes herrscht.Lockable pneumatic cylinder according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer circumference of the piston (10) and the piston disc (46) circumferential seals (20,47) are provided, which only then and on the side sealing effect on the one Air pressure above a predetermined minimum value prevails.
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