NL1015132C2 - Cilinder met blokkering. - Google Patents

Description

1 ·

CILINDER MET BLOKKERING

De onderhavige uitvinding betreft een cilinder voor het manipuleren van een last, omvattende: - een cilinderhuis met een cilinderkamer hierin; - een in de cilinderkamer beweegbaar samenstel van een 5 zuiger in de cilinderkamer en een met de zuiger verbonden en zich tot buiten de cilinderkamer uitstrekkende zuiger-stang, waarbij de cilinder een in hoofdzaak niet-lineaire krachtkarakteristiek heeft en de last een in hoofdzaak hiervan afwijkende krachtkarakteristiek heeft.

10 Dergelijke cilinders zijn bekend en gebruike lijk, waarbij bijv. van wrijvingselementen gebruik wordt gemaakt. Bijvoorbeeld zijn gasveren bekend, waarbij de dichting van de cilinderkamer om de zuigerstang extra wrijvingskracht uitoefent op de wrijvingsstang om te 15 voorkomen, dat de door de last uitgeoefende kracht het samenstel op ongewenste momenten in de cilinderkamer kan doen verplaatsen. Te denken valt aan de situatie, waarbij een blokkering buiten werking wordt gesteld en niet gewenst is, dat hierbij de gasveer direct comprimeert 20 onder inwerking van de last, maar op de plaats blijft.

Een cilinder met een dergelijke configuratie heeft als nadeel, dat een constante wrijvingskracht in het hele werkingsgebied van de krachtkarakteristieken wordt toegepast, zodat slechts in bepaalde punten van dit 25 werkingsgebied een balancering optreedt. Op andere punten in het werkingsgebied van de krachtkarakteristieken wordt echter juist het verschil zozeer versterkt, dat bediening wordt belemmerd. Te denken valt aan een gasveer, die bijv. de hoogte-instelling vormt voor een stoel. Om de 30 stoel dan lager te stellen - de gasveer te comprimeren -dient vaak weer de met het wrijvingselement toegevoegde weerstand door een gebruiker overwonnen te worden, het- 1015132 2 geen dan weer gepaard gaat met grote krachten, die de gebruiker moet uitoefenen. Het bedieningsgemak is derhalve laag.

Met de onderhavige uitvinding is beoogd de 5 nadelen van de hierboven beschreven bekende techniek te verhelpen, waartoe een cilinder is verschaft, die zich van de bekende cilinders onderscheidt door een variabele, in hoofdzaak op het cilinderhuis en het samenstel inwerkende krachtbalancering, welke variabel het verschil 10 tussen en bij de last en de bij de cilinder behorende krachten balanceert.

Door een actieve, variabele balancering volgens de onderhavige uitvinding is het bedieningsgemak geoptimaliseerd. De door de krachtbalancering verschafte weer-15 stand is instelbaar variabel, zodat door het hele werkingsgebied van de krachtkarakteristieken van de cilinder en de last heen een werking met een hoog bedieningsgemak is verzekerd, zonder dat een gebruiker hiertoe hoge krachten hoeft uit te oefenen. Door de door de krachtba-20 lancering verschafte werking te variëren, d.w.z. progressief te verhogen of te verlagen wordt vanzelf een krachtbalancering bereikt, hetgeen te merken is aan verplaatsing en/of althans verplaatsbaarheid van de last met een minimale krachtinspanning door de gebruiker.

25 In een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de cilin der een op het samenstel en het cilinderhuis inwerkende blokkering, waarmee het samenstel in een hierdoor ingenomen positie ten opzichte van de cilinderkamer te fixeren is. Een dergelijke blokkering kan afzonderlijk zijn van 30 de krachtbalancering maar als alternatief kunnen beide voorzieningen een eenheid vormen.

Bij wijze van voorbeeld kan de krachtbalancering een traploos instelbaar klemorgaan zijn of omvatten, dat kan zijn vormgegeven als een klemkous. Een klemkous 35 verschaft precies de gewenste functionaliteit, zoals die hierboven in het kader van de onderhavige uitvinding is beschreven. In bekrachtigde toestand fixeert de klemkous de cilinderkamer en het samenstel ten opzichte van elkaar 1015155; 3 en door verlaging van de door de klemkous uitgeoefende wrijvingskracht door progressief de klemkous te ontkrach-tigen, waarbij de hierdoor geleverde wrijvingskracht afneemt, wordt vanzelf het punt bereikt met een balans 5 tussen alle werkende krachten, waarbij de last nagenoeg zonder enige moeite te verplaatsen is.

In een gunstige uitvoeringsvorm is een cilinder volgens de uitvinding zodanig, dat de klemkous langs althans een gedeelte van de lengte van de zuigerstang 10 hierom is aangebracht en met het cilinderhuis is verbonden en in bekrachtigde toestand het buitenoppervlak van de zuigerstang over in hoofdzaak het gedeelte van de lengte aangrijpt en in ten minste gedeeltelijk ontkrach-tigde toestand het samenstel voor beweging ten opzichte 15 van de cilinderkamer vrijgeeft. In deze uitvoeringsvorm wordt de door de klemkous geleverde wrijvingskracht uitgeoefend op een groot oppervlak van de zuigerstang. De benodigde weerstandskrachten worden aldus over het oppervlak van de zuigerstang verdeeld, zodat geen beschadiging 20 van het buitenoppervlak van de zuigerstang kan optreden. Een dergelijke beschadiging zou, wanneer deze door de dichting van de cilinderkamer heen beweegt, lekkage van fluïdum onder druk uit het binnenste van de cilinderkamer kunnen veroorzaken, hetgeen aldus in deze uitvoeringsvorm 25 doeltreffend is voorkomen.

In een andere voorkeursuitvoeringsvorm zijn het klemorgaan en de bijbehorende bediening buiten de cilinderkamer aangebracht. Als alternatief kunnen het klemorgaan en de bijbehorende bediening in de cilinderkamer 30 zijn aangebracht, wanneer de omstandigheden hierin dit toelaten. Wanneer de cilinderkamer een aanzienlijke hoeveelheid smeermiddel, waartoe ook hydraulische vloeistof kan worden gerekend, bevat is een klemkous of derge-lijk klemorgaan mogelijk minder doeltreffend. In derge-35 lijke gevallen zal het geheel bij voorkeur buiten de cilinderkamer zijn aangebracht. In het geval van een gasveer, die slechts is gevuld met gas onder druk en een zeer beperkte hoeveelheid als smeermiddel aan te merken 1015132 4 vloeistof, kan het klemorgaan in het binnenste van de cilinderkamer worden aangebracht.

In een uitvoeringsvorm, waarbij het klemorgaan en de bijbehorende bediening zich buiten de cilinderkamer 5 bevinden, strekt bij voorkeur het cilinderhuis zich uit tot voorbij een longitudinaal uiteinde van de cilinderkamer en is de klemkous (met de bediening) in het zich tot voorbij het longitudinale uiteinde van de cilinderkamer uitstrekkende gedeelte van het cilinderhuis aangebracht. 10 Aldus is van buitenaf niet alleen een esthetisch aantrekkelijk ononderbroken uiterlijk van de gehele cilinder verschaft, maar is door de doorlopende vorm van het cilinderhuis, waarin zowel de cilinderkamer als het klemorgaan zijn aangebracht, montage van de cilinder bij 15 het samenstellen van een totaalsysteem vergemakkelijkt ten opzichte van het geval, waarbij het cilinderhuis zich slechts uitstrekt tot het genoemde longitudinale uiteinde van de cilinderkamer en de krachtbalancering hierbuiten is aangebracht.

20 In nog een uitvoeringsvorm is het klemorgaan direct naast een longitudinaal uiteinde van de cilinderkamer, waardoorheen de zuigerstang zich uitstrekt, aangebracht. Hierbij neemt het samenstel van cilinderkamer, klemorgaan en bediening een minimale hoeveelheid ruimte 25 in longitudinale richting van de cilinder in beslag wanneer het klemorgaan en de bediening buiten de cilinderkamer zijn aangebracht. In het geval, dat het klemorgaan en de bediening in het binnenste van de cilinderkamer zijn aangebracht, heeft de zuiger in de cilinderkamer 30 een nog maximale bewegingsvrijheid.

Verder betreft de uitvinding een krachtbalancering voor een cilinder, zoals kennelijk bedoeld en geschikt voor toepassing bij een cilinder volgens de uitvinding, bijv. omvattende een langs althans een gedeelte 35 van een zuigerstang van de cilinder aan te brengen langgerekt klemorgaan. Aldus is met een dergelijke blokkering aanpassing van bestaande cilinders mogelijk, die voordien geen of een ondeugdelijke krachtbalancering hebben.

1015132 5

De cilinder volgens de onderhavige uitvinding kan, zoals direct duidelijk is, en hierboven is vermeld, een gasveer zijn, maar als alternatief kan de cilinder tevens een hydraulische of een pneumatische cilinder 5 zijn. De uitvinding is, zoals hieruit blijkt, in vele gebruiksmogelijkheden van cilinders in het algemeen toepasbaar.

In het hierna volgende zal slechts bij wijze van voorbeeld een tweetal uitvoeringsvormen van cilinders 10 volgens de onderhavige uitvinding worden beschreven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin: fig. 1 een gedeeltelijk opengewerkt perspekti-visch aanzicht toont van een cilinder volgens de onderhavige uitvinding in een geblokkeerde toestand van het 15 samenstel van zuiger en zuigerstang ten opzichte van de cilinderkamer; fig. 2 een met fig. 1 overeenkomend aanzicht toont in vrijgegeven toestand; fig. 3 een gedeeltelijk opengewerkt perspekti-20 visch aanzicht toont van een alternatieve uitvoeringsvorm van een cilinder volgens de onderhavige uitvinding; en fig. 4 enkele alternatieve uitvoeringsvormen van cilinders met een als klemkous vormgegeven krachtba-lancering.

25 De in fig. 1 getoonde cilinder 1 is een gas veer, welke een cilinderhuis 2 met hierin een cilinderkamer 3 en een in de cilinderkamer 3 aangebrachte zuiger 4, waaraan een zuigerstang 5 is aangebracht om met de zuiger 4 een samenstel te vormen, omvat. De zuigerstang 5 steekt 30 door een een longitudinaal uiteinde van de cilinderkamer 3 vormende ring 6, waarbij tussen de ring 6 en de zuigerstang 5 een dichting 7 is aangebracht om de druk in het binnenste van de cilinderkamer 3 in stand te houden zonder lekkage tussen de ring 6 en de zuigerstang 5.

35 Verder omvat de cilinder 1 een krachtbalance- ring 8, waarmee een bediening samenwerkt om de zuigerstang en hiermee de zuiger 4 op een op voorhand bepaalde positie te fixeren ten opzichte van de cilinderkamer 3.

101513;» 6

De krachtbalancering 8 omvat een klemkous 10, die zich een langgerekt klemorgaan vormend tussen twee ringen 11 uitstrekt, welke ringen 11 onder inwerking van een hiertussen aangebrachte veer 12, die zich om de 5 klemkous 10 heen uitstrekt, uitelkaar worden geduwd. De in fig. 1 onderste ring 11 is aan het cilinderhuis 2 bevestigd, terwijl de in fig. 1 bovenste ring 11 op-en-neer beweegbaar is in de richting van dubbele pijl A. Onder invloed van de veer 12 wordt de in fig. 1 bovenste 10 ring 11 aldus opwaarts gedrukt. De klemkous 10, die het klemorgaan vormt, wordt hierbij in longitudinale richting uitgerekt en om het buitenoppervlak van de zuigerstang 5 gespannen. Door de hierbij optredende wrijvingskracht tussen de klemkous 10 en de zuigerstang 5, welke wrij -15 vingskracht is verdeeld over het buitenoppervlak van de zuigerstang 5 in radiale richting en over een met de lengte van de klemkous overeenkomende afstand in longitudinale richting, is beschadiging van het buitenoppervlak van de zuigerstang 5 doeltreffend vermeden. Een derge-20 lijke beschadiging van het buitenoppervlak van de zuigerstang 5 zou op kunnen treden bij een mechanische blokkering, die de zuigerstang zeer locaal aangrijpt en dergelijke beschadiging zou kunnen leiden tot lekkage van fluïdum uit de cilinderkamer, wanneer de beschadiging 25 door de dichting 7 aan de zuigerstang heen beweegt.

De bediening 9 omvat een kantelarm 13 aan een scharnier 14. Aan de kantelarm 13 is een aanslag 15 aangebracht, die aanligt tegen de in fig. 1 bovenste ring 11, en verder een hendel 16, die van buiten het cilinder-30 huis 2 door een gebruiker aan te grijpen is voor selectieve bediening van de krachtbalancering 8.

Ten behoeve van een gunstig krachtenspel in het bijzonder een goede krachtverdeling, zijn bij voorkeur meer aanslagen 15 dan de in fig. 1, 2 getoonde enkele 35 aanslag aangebracht. Dergelijke aanslagen, bijvoorbeeld twee, kunnen dan aan weerszijden van de ring zijn aangebracht. De verbindingslijn tussen de aanslagen ligt dan 10151:,;.

7 bij voorkeur dwars op de kantelrichting van kantelarm 13 en dwars op de lengterichting van de zuigerstang 5.

Door in fig. 1 de hendel 16 aan te grijpen en neerwaarts te bewegen, zoals is weergegeven in fig. 2 met 5 pijl B, waarbij de in fig. 2 bovenste ring 11 neerwaarts wordt gedrukt tegen de veerkracht van de veer 12 in, wordt de klemkous 10 korter gemaakt. Hierbij wordt de door de krachtbalancering 8 geleverde weerstand progressief verlaagd tot het punt wordt bereikt, waar een balans 10 optreedt. In dit punt van balans kan het samenstel van zuiger 4 en zuigerstang 5, nagenoeg zonder dat een gebruiker enige kracht hoeft te leveren, worden verplaatst in het cilinderhuis 2. Zuigerstang 5 wordt vrijgegeven voor beweging in de cilinderkamer 3, waarbij de zuiger 4 15 op-en-neer kan bewegen. Het is hierbij mogelijk om de blokkering zeer fijngevoelig te bedienen, waarbij bewegingen van de zuiger zeer geleidelijk te maken zijn. De aangrijping van de zuigerstang met de klemkous kan in elke gradatie worden bewerkstelligd voor optimale beheer-20 sing van de beweging van de zuiger 4.

In het in fig. 1 en 2 getoonde geval van een als gasveer vormgegeven cilinder 1 zal de zuiger 4 in de met pijl C aangegeven richting neerwaarts bewegen, tenzij in de tegengestelde richting een hogere dan de met de 25 gasdruk in de cilinderkamer 3 overeenkomende kracht wordt uitgeoefend op de zuigerstang 5. In het laatste geval wordt de zuiger 4 dan ook in de aan pijl C tegengestelde richting verplaatst in de cilinderkamer 3.

In fig. 3 is een alternatieve uitvoeringsvorm 30 getoond van een cilinder 17 volgens de onderhavige uitvinding. In fig. 3 zijn gelijke of soortgelijke componenten uit de figuren 1, 2 en 3 met dezelfde referentienum-mers aangeduid als die, welke in fig. 1 en 2 zijn toegepast .

35 De cilinder 17 verschilt van de in fig. 1 en 2 weergegeven uitvoeringsvormen, doordat de klemkous 10 en hiermee de bediening 9 in het binnenste van de cilinderkamer 3 zijn aangebracht. Dit blijkt ook uit de weergave 1011.0151 8 van fig. 3, waarbij de ring 6 en de dichting 7 aan de tegenovergestelde zijde van de klemkous 10 zijn gepositioneerd als in de configuratie van fig. 1 en 2.

Voor het overige is de werking van de cilinder 5 17 van fig. 3 gelijk aan die, welke hierboven is beschreven voor de figuren 1 en 2. Door de hendel 16 aan te grijpen en de kantelarm 13 omlaag te bewegen wordt de bovenste van de ringen 11 in fig. 3 omlaag bewogen, waardoor de klemkous 10 progressief aangrijping op het 10 buitenste van de zuigerstang 5 verliest en de zuigerstang 5 vrijgegeven wordt voor beweging ten opzichte van de cilinderkamer 3. Wanneer de hendel 16 wordt vrijgegeven door de gebruiker, wordt onder invloed van de veerkracht van veer 12 de bovenste van de ringen 11 in fig. 3 weer 15 omhooggedrukt en wordt de klemkous 10 hiermee weer uitgerekt om zich nauw aansluitend om het buitenoppervlak van de zuigerstang 5 te spannen, waarmee de zuigerstang weer is gefixeerd ten opzichte van de zuigerkamer 3.

Binnen het kader van de onderhavige uitvinding 20 zijn vele alternatieve uitvoeringsvormen mogelijk, die zich zullen opdringen aan de vakman na kennisneming van het voorgaande. Zo is het mogelijk, dat het cilinderhuis zich niet tot voorbij de ring met de dichting voor doorlating van de zuigerstang uitstrekt om plaats te bieden 25 aan de krachtbalancering 8 buiten de zuigerkamer, maar dat hiertoe een afzonderlijke behuizing wordt gebruikt, die dan bijv. vast is verbonden aan de buitenwereld, waaraan ook het cilinderhuis 2 vast is bevestigd, zodat de zuigerstang ten opzichte van de cilinderkamer te 30 fixeren is. Een dergelijke aanvulling vertoont het voordeel, dat bestaande cilinders op eenvoudige wijze aan te passen zijn om de onderhavige uitvinding te verwezenlijken. Verder kunnen andere componenten worden gebruikt dan een klemkous, die in de figuren 1-3 is getoond.

35 Doordat de blokkering zich telkens in de ge toonde en beschreven uitvoeringsvormen dicht nabij het longitudinale uiteinde bevindt, wordt, zoals hierboven is beschreven, ruimte bespaard. Het is echter evenzeer 1015132 a 9 raogelijk, dat de blokkering en de bijbehorende bediening zich op grotere afstand van het longitudinale uiteinde van de cilinderkamer, waardoorheen de zuigerstang is gestoken, bevinden, etc. Het is voor de krachtbalancering 5 volgens de uitvinding zelfs goed raogelijk dat de klemkous of een soortgelijke maatregel niet de zuigerstang aangrijpt, maar een hiermee verbonden element, zoals een koppelstang 18 of een telescooporgaan 19 zoals in fig. 4A en 4B schematisch is getoond. Hetzelfde geldt vanzelf-10 sprekend voor de verbinding met het cilinderhuis; de klemkous kan zelfs om het cilinderhuis zijn aangebracht, zoals in fig. 4C schematisch is getoond. Fig. 4 toont een drietal van dergelijke alternatieve uitvoeringsvormen met een als klemkous vormgegeven krachtbalancering. Het 15 bereik van de onderhavige uitvinding is aldus alleen begrensd door de bijgevoegde conclusies en niet tot de expliciet hierboven beschreven en in de bijgevoegde tekening getoonde uitvoeringsvormen.

1015132

Claims (11)

1. Cilinder voor het manipuleren van een last, omvattende: - een cilinderhuis met een cilinderkamer hierin; - een in de cilinderkamer beweegbaar samenstel van een 5 zuiger in de cilinderkamer en een met de zuiger verbonden en zich tot buiten de cilinderkamer uitstrekkende zuiger-stang, waarbij de cilinder een in hoofdzaak niet-lineaire krachtkarakteristiek heeft en de last een in hoofdzaak hiervan afwijkende krachtkarakteristiek heeft, en 10 - een variabele, in hoofdzaak op het cilinderhuis en het samenstel inwerkende krachtbalancering, welke variabel het verschil tussen en bij de last en de bij de cilinder behorende krachten balanceert.

2. Cilinder volgens conclusie 1, welke een op 15 het samenstel en het cilinderhuis inwerkende blokkering omvat, waarmee het samenstel in een hierdoor ingenomen positie ten opzichte van de cilinderkamer te fixeren is.

3. Cilinder volgens conclusie 1 of 2, waarbij de krachtbalancering omvat: een traploos instelbaar 2. klemorgaan.

4. Cilinder volgens conclusie 3, waarbij het klemorgaan een klemkous is.

5. Cilinder volgens conclusie 4, waarbij de klemkous langs althans een gedeelte van de lengte van de 25 zuigerstang hierom is aangebracht en met het cilinderhuis is verbonden en in bekrachtigde toestand het buitenoppervlak van de zuigerstang over in hoofdzaak het gedeelte van de lengte aangrijpt en in ten minste gedeeltelijk ontkrachtigde toestand het samenstel voor beweging ten 30 opzichte van de cilinderkamer vrijgeeft.

6. Cilinder volgens één van de conclusies 3-5, waarbij het klemorgaan en een bijbehorende bediening in de cilinderkamer zijn aangebracht. 1015133 « ' ·

7. Cilinder volgens ten minste één van de conclusies 3-5, waarbij het klemorgaan en een bijbehorende bediening buiten de cilinderkamer is aangebracht.

8. Cilinder volgens conclusie 7, waarbij het 5 cilinderhuis zich uitstrekt tot voorbij een longitudinale uiteinde van de cilinderkamer, waardoorheen de zuiger-stang zich uitstrekt, en de klemkous in het zich tot voorbij het longitudinale uiteinde van de cilinderkamer uitstrekkende gedeelte van het cilinderhuis is 10 aangebracht.

9. Cilinder volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij het klemorgaan direkt naast een longitudinale uiteinde van de cilinderkamer, waardoorheen de zuigerstang zich uitstrekt, is aangebracht.

10. Cilinder volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de cilinder een gasveer is.

11. Cilinder volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij de cilinder één van een hydraulische en een pneumatische cilinder is. . fes .· ï- rv