WO2005017366A1 - Fluidzylinder - Google Patents

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WO2005017366A1
WO2005017366A1 PCT/CH2004/000516 CH2004000516W WO2005017366A1 WO 2005017366 A1 WO2005017366 A1 WO 2005017366A1 CH 2004000516 W CH2004000516 W CH 2004000516W WO 2005017366 A1 WO2005017366 A1 WO 2005017366A1
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WO
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piston
fluid cylinder
fluid
spindle
cylinder
Prior art date
Application number
PCT/CH2004/000516
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter A. MÜLLER
Original Assignee
Supraventures Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Supraventures Ag filed Critical Supraventures Ag
Priority to US10/568,748 priority Critical patent/US20060207421A1/en
Priority to EP04738151A priority patent/EP1658443A1/de
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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
    • F15B15/262—Locking mechanisms using friction, e.g. brake pads
    • F15B15/264—Screw mechanisms attached to the piston
    • 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
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
    • F15B15/2823—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT by a screw mechanism attached to the piston

Definitions

  • the invention is based on a fluid cylinder according to the preamble of the first claim.
  • Hydraulic and pneumatic cylinders are used today in a large number of machines and devices as power amplifiers and or actuators for pushing, pulling, lifting, turning or holding. In various applications, further demands are placed on the hydraulic and pneumatic cylinders, such as precise positioning of the piston, variable piston speeds, but also safe holding of the piston in a certain position.
  • the position information of the piston is mostly provided by capacitive or inductive sensors which are located on the cylinder housing, the information transmitter being located directly in the piston or piston rod.
  • the measurement is usually linear, i.e. via the stroke of the piston or the piston rod.
  • the piston speed is controlled on the one hand - at a given pressure - via the fluid bores as well as by valves.
  • a servo valve paired with a piston position measurement allows practically every conceivable variation in piston speed over the entire stroke of the piston. Simpler systems
  • BESTATIGUNGSKOPIE are satisfied, for example for cushioning the end position, of a stepped piston in order to cushion it against a hard impact at the stop.
  • the object of the invention is to provide a simple and inexpensive means for a fluid cylinder of the type mentioned at the beginning, by means of which the various requirements for a fluid cylinder can be met.
  • the essence of the invention is therefore that means are arranged on the fluid cylinder before the axial displacement of the piston and the piston rod convert into a rotary movement.
  • the advantages of the invention can be seen, inter alia, in the fact that the fluid cylinders according to the invention can be constructed inexpensively and compactly.
  • this rotary movement can be used to perform a wide variety of functions.
  • This radial rotation allows additional requirements for a fluid cylinder can be met as just one stroke in and out as with conventional fluid cylinders.
  • the piston stroke can be blocked in at least one stroke direction and / or the fluid passage into the interior of the fluid cylinder can be controlled and / or the position of the piston can be measured and / or limited and / or at least one additional unit can be connected.
  • a spindle which is located in the rod bore of the piston, is used to convert the axial movement into a rotary movement.
  • the spindle By the axial displacement of the non-rotating piston rod, respectively. Piston, the spindle axially supported in the cylinder housing is rotated.
  • FIG. 1 is a side view of the fluid cylinder according to the invention with the possibility of flange mounting sensors and stroke limiters
  • FIG. 2 shows a rear view of the fluid cylinder from FIG. 1 with sensors and stroke limitation position
  • FIG. 3 shows a side view of a further fluid cylinder according to the invention with an integrated throttle valve controlled by a camshaft
  • Fig. 4 is a side view of another fluid cylinder according to the invention with an integrated throttle valve axially controlled via a thread
  • Fig. 5 is a side view of another fluid cylinder according to the invention with an integrated secondary drive design, respectively. synchronization means
  • Fig. 6 is a side view of a further fluid cylinder according to the invention with an integrated locking mechanism and with a key lock
  • Fig. 7 cross-sectional view through section AA of the fluid cylinder of Fig. 6 with the view of the mechanical locking by an insert.
  • FIGS. 1 and 2 show a fluid cylinder 1 which can be operated hydraulically or pneumatically and in which a piston 2 and a rotating secured piston rod 3, the latter having a thread 4a in the rod bore 4, into which a non-self-locking spindle 5 is inserted.
  • the cylinder base 6 has a bore 6a through which the spindle 5 is passed, and at the end of which a turntable 7 is firmly connected to the spindle 5.
  • This turntable 7 is mounted axially (not shown) so that the spindle cannot move axially.
  • the piston 2 is displaced, at most over the stroke X-X ', by introducing fluid through openings 20a into one of the two cylinder chambers 8 under pressure, the turntable 7 is driven radially. This rotation takes place through the longitudinal movement of the piston rod 3, which cannot rotate due to the anti-rotation device. Due to the internal thread 4 a, the spindle 5 is now set in rotation, and since the spindle cannot be moved axially, the turntable 7 connected to the spindle rotates.
  • This rotation can now be used for various tasks related to a fluid cylinder.
  • An angle sensor 9 can be flanged on, which fulfills the same function as a linear position sensor, except that it is compact at the end of the cylinder and that the measuring cable 12 can be led out directly at the end of the cylinder. Additional elements can be integrated, such as one or more switches, e.g. a proximity switch 10 which is activated by an informant 11, e.g. a magnet, call up a function as soon as the magnet and sensor face each other.
  • switches e.g. a proximity switch 10 which is activated by an informant 11, e.g. a magnet, call up a function as soon as the magnet and sensor face each other.
  • the turntable 7 can also have a cam 13, which can move through a radial recess on the cylinder bottom and by radial stoppers 14 or. appropriate shape of the recess, the cam is forced to hold. As a result, the turntable 7 with the spindle 5 can no longer turn and the piston 2 is stopped. By moving the Stopper 14 can thereby set the stroke of the piston 2.
  • the mechanics and the sensors can be protected by a cover 15.
  • Fig. 3 shows the turntable 7, which has a cam 13 and is used for valve control.
  • a fluid flow valve (throttle) 17 is activated by the cam 13 via a valve tappet 16.
  • the valve lifter 16 lifts e.g. against a valve spring 18 a valve ball 19 in a flow tube 20 and closes it as soon as the cam 13 has reached its maximum upper pivot point. This stops the piston 2.
  • a second bore 21 is required to ensure the cylinder filling.
  • This bore 21 is equipped with a check valve 22 in order to ensure that only fluid always flows into the cylinder through this line part, but none flows out, because the discharge of the fluid is controlled via the cam-controlled valve.
  • the turntable 7 can also be designed as a cam disk, so that recurring, variable lifting speeds can be achieved over the entire stroke of the piston, due to the partial closure of the flow tube 20 in connection with the valve spring 18 by valve ball 19.
  • the turntable 7 can be used to drive a toothed shaft or belt drive of a second shaft, a valve shaft 23, which has a thread 24, which leads to an axial displacement of the shaft 23, guaranteed by a longitudinal toothing or keyway 23 a.
  • a gear train 26 enables a corresponding reduction for the valve control and at the same time a connection between the turntable 7 and the valve shaft 23.
  • Appropriate valves 25, such as, for example, plug valves, are seated on the valve shaft 23.
  • the axial displacement serves for the intake or exhaust valve control of the cylinder charge 8.
  • the advantage of this technical design is that the axial displacement of the valve shaft 23, the fluid inlet and at the same time the fluid outlet can be controlled via the stroke. This allows you to approach a prescribed stopping point in very fine doses and just as gently drive away again, without complex servo control.
  • the second bore 21, which also has a check valve 22, is activated.
  • the turntable can also be used for very sensitive measurement with a reduction gear (not shown) or - as will be explained below - can also be used for locking the piston with reduced holding forces.
  • Fig. 5 shows the turntable 7 as a means for mechanical synchronization of one or more hydraulic cylinders, in which these can be connected to other units with a toothing via a further gear train 26 or shaft 27.
  • the turntable 7 can also be used for executing separate activities, i.e. can be used as a direct drive.
  • the cylinder for dumping i.e. use the emptying of a good as usual and at the same time use the function of the turntable 7 of the cylinder 1 in order to mechanically activate a flap so that the good to be emptied is distributed over an area in proportion to the emptying process.
  • Fig. 6 illustrates the turntable 7 as a locking system.
  • the axially fixed spindle 5 is driven by the piston rod stroke X - X '.
  • the piston rod 3 is blocked in the stroke displacement. If the turntable 7 connected to the spindle 5 is now held non-positively, the piston rod 3 is mechanically locked in its position.
  • the lock can be realized with this invention in different designs, but always compact and simple.
  • a locking piston 29 with an anti-twist device 30, which has an opposing locking pattern 31 is e.g. pressed against the turntable 7 by a spring 32 and locks the piston rods 3 in at least one direction. If the piston 2 is ejected, the clinker lock 28, 31 will allow a rotation of the turntable 7 similar to a ratchet due to its design, the spindle 5 rotates and the piston rod 3 can be moved axially in this specific direction.
  • a variant can be selected in which the turntable 7 and the locking piston 29 interlock positively, e.g. a gearing.
  • a clutch is also conceivable, where both surfaces frictionally and with the appropriate surface pressure prevent the turntable 7 from spinning, respectively. this is taken into account via a suitable reduction ratio as already mentioned above.
  • the locking piston is normally unlocked using the same fluid as for moving the piston 2.
  • the chamber 8a for the locking piston is also filled at the same time.
  • the locking piston 29 is pressed backwards against the spring 32 and thus unlocks the turntable 7 and. Spindle 5.
  • the piston 2 can first be held in its position by means of the fluid pressure, then it is unlocked and only then does the corresponding fluid pressure and fluid volume move the piston.
  • the control of the locking piston 29 can of course also be accomplished by electrical or manual means.
  • the holding of the spindle 5 can also be actively supported by introducing a torque onto the turntable 7 so that the spindle 5 is braced against the piston rod 3.
  • a torque onto the turntable 7 so that the spindle 5 is braced against the piston rod 3.
  • Fig. 5 an output. Synchronization variant shown which can now be used in the opposite direction to the application of force on the turntable 7 and thus on the spindle 5.
  • Fig. 7 shows a fluid cylinder to be secured, which e.g. outdoors and unsupervised, or must be protected against manipulation, e.g. at e.g. heavy construction machine parts or lifting platforms.
  • the insert part 33 can be a tab of a part that can only be extended by means of a safety lock 34.
  • Fluid cylinder piston piston rod rod bore spindle cylinder bottom bore turntable cylinder chamberna lock piston cylinder chamber angle sensor0 proximity switch1 informants2 measuring cable3 cams3a recess4 stopper5 cover6 valve tappet7 fluid flow valve8 valve spring9 valve ball0 flow tube0a openings1 bore2 check valve3 valve shaft3a keyway thread valves

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Abstract

Bei einem Fluidzylinder (1), können mittels eines Fluids der Kolben (2) und die Kolbenstange (3) axial verschoben werden. Am Fluidzylinder (1) sind Mittel (5, 7) angeordnet, welche die axiale Verschiebung des Kolbens (2) und der Kolbenstange (3) in eine Drehbewegung umwandeln.

Description

Fluidzylinder
Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem Fluidzylinder nach dem Oberbegriff des ersten Anspruches.
Stand der Technik
Hydraulik- und Pneumatikzylinder werden heute in einer Vielzahl von Maschinen und Geräten als Kraftverstärker und oder Betätiger zum schieben, ziehen, heben, drehen oder festhalten, eingesetzt. In verschieden Applikationen werden weitere Forderungen an die Hydraulik- und Pneumatikzylinder gestellt, wie z.B. ein genaues Positionieren des Kolbens, variable Kolbengeschwindigkeiten, aber auch ein sicheres Verharren des Kolbens in einer bestimmten Position. Die Positionsinformation des Kolbens erfolgt meistens über kapazitive oder induk- tive Sensoren, welche sich am Zylindergehäuse befinden, wobei sich der Informationsgeber direkt im Kolben oder Kolbenstange befindet. Die Messung erfolgt meist linear, d.h. über den Hub des Kolbens oder der Kolbenstange. Die Kolbengeschwindigkeit wird einerseits - bei gegebenem Druck - über die Flu- idbohrungen als auch durch Ventile gesteuert. Ein Servoventil gepaart mit einer Kolbenpositionsmesssung erlaubt praktisch jede nur erdenkliche Kolbengeschwindigkeitsvariation über den ganzen Hub des Kolbens. Einfachere Systeme
BESTATIGUNGSKOPIE begnügen sich, z.B. zur Endlagendämpfung, eines gestuften Kolbens, um diesen vor einem harten Aufprall am Anschlag abzudämpfen.
Im Weiteren sind Zylinder auf dem Markt, welche eine Kolbenstellung sicher halten müssen, selbst bei einem Ausfall der Hydraulik- oder Pneumatikleitung. Es sind verschiedene Systeme bekannt welche die Kolbenstange bei einem Druckabfall sicher festhalten, wie z.B. Rückschlagventile, die bei zu hohen Fluid- geschwindikkeiten ansprechen, oder aussenliegende Verriegelungen, wie Klinkersperren, die sich am zu haltenden Objekt direkt festhalten, z.B. in der US 4,529,215 beschrieben, oder Zusatzzylinder, welche eine reine Verriegelung resp. Entriegelungsfunktion ausüben wie z.B. in der US 2003/0140778 A1 beschrieben.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Fluidzylinder der eingangs genannten Art ein einfaches und kostengünstiges Mittel anzugeben, mittels dessen die verschiedenen Anforderungen an einen Fluidzylinder erfüllt werden kön- nen.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale des ersten Anspruches erreicht.
Kern der Erfindung ist es also, dass am Fluidzylinder Mittel angeordnet sind, wel- ehe die axiale Verschiebung des Kolbens und der Kolbenstange in eine Drehbewegung umwandeln.
Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass die erfin- dungsgemässen Fluidzylinder kostengünstig und kompakt gebaut werden können. Durch die Umwandlung der axialen Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung, kann diese Drehbewegung ausgenützt werden um die verschiedensten Funktionen zu übernehmen. Durch diese radiale Drehung können zusätzliche An- forderungen an einen Fluidzylinder erfüllt werden, als nur ein hubmässiges ein- und ausfahren wie bei herkömmlichen Fluidzylindern. So kann insbesondere in mindestens eine Hubrichtung eine Sperrung des Kolbenhubs erfolgen und / oder der Fluiddurchlass ins Innere des Fluidzylinders gesteuert werden und / oder die Position des Kolbens gemessen werden und / oder begrenzt werden und / oder mindesten ein Zusatzaggregat angeschlossen werden.
Es ist besonders zweckmässig, wenn zur Umwandlung der axialen Bewegung in eine Drehbewegung eine Spindel, welche sich in der Stangenbohrung des Kolbens befindet, verwendet wird. Durch die axiale Verschiebung der verdrehgesicherten Kolbenstange, resp. Kolben, wird die im Zylindergehäuse axial gelagerte Spindel in Drehung versetzt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Fluidzylinders mit der Möglichkeit des Anflanschen von Sensoren und Hubbegrenzern Fig. 2 eine Rückseitenansicht des Fluidzylinders aus Fig. 1 mit Sensoren und Hubbegrenzungslage
Fig. 3 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemässen Fluidzylinders mit einem integrierten, durch eine Nockenwelle gesteuertes Drosselventil
Fig. 4 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemässen Fluidzylinders mit einem integrierten über ein Gewinde axial gesteuertes Drosselventil
Fig. 5 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemässen Fluidzylinders mit einer integrierten sekundären Antriebsausführung resp. Synchronisationsmittel
Fig. 6 eine Seitenansicht eines weiteren erfindungsgemässen Fluidzylinders mit einem integrierten Verriegelungsmechanismus und mit einer Schlüsselsperre
Fig. 7 Querschnittansicht durch den Schnitt AA des Fluidzylinders aus Fig. 6 mit der Ansicht der mechanischen Verriegelung durch ein Einlegeteil.
Es sind nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen einen Fluidzylinder 1 , welcher hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden kann und in welchem sich ein Kolben 2 und eine verdreh- gesicherte Kolbenstange 3 befinden, wobei letztere in der Stangenbohrung 4 ein Gewinde 4a aufweist, in welches eine nicht selbsthemmende Spindel 5 eingeführt wird.
Der Zylinderboden 6 verfügt über eine Bohrung 6a, durch welche die Spindel 5 durchgeführt wird, und an deren Ende eine Drehscheibe 7 fest mit der Spindel 5 verbunden ist. Diese Drehscheibe 7 ist axial gelagert (nicht dargestellt), sodass die Spindel sich nicht axial verschieben kann. Beim Verschieben des Kolbens 2, maximal über den Hub X - X', durch das Einführung von Fluid durch Öffnungen 20a in eine der beiden Zylinderkammern 8 unter Druck, wird die Drehscheibe 7 radial angetrieben. Diese Rotation erfolgt durch die Längsbewegung der Kolbenstange 3, die durch die Verdrehsicherung sich nicht verdrehen kann. Durch das innenliegende Gewinde 4 a wird nun die Spindel 5 in Rotation versetzt, und da die Spindel axial nicht verschiebbar ist dreht sich die mit der Spindel verbundene Drehscheibe 7.
Diese Rotation kann nun für verschiedene Aufgaben im Zusammenhang mit einem Fluidzylinder verwendet werden.
Es kann ein Winkelsensor 9 angeflanscht werden, welcher die gleiche Funktion erfüllt wie ein Linear-Positionsmesser, nur dass sich dieser kompakt am Ende des Zylinder befindet und dass das Messkabel 12 direkt am Ende des Zylinders herausgeführt werden kann. Es können weitere Elemente integriert werden, wie beispielsweise ein oder mehrere Schalter, wie z.B. ein Näherungsschalter 10, welche durch einen Informanten 11 , z.B. einen Magneten, zu einer Funktion aufrufen, so- bald Magnet und Sensor sich gegenüberstehen.
Die Drehscheibe 7 kann auch zusätzlich einen Nocken 13 aufweisen, welcher durch eine radiale Ausnehmung am Zylinderboden sich bewegen kann und durch radiale Stopper 14 resp. entsprechende Ausformung der Ausnehmung, der Nok- ken zum Halten gezwungen wird. Dadurch kann die Drehscheibe 7 mit der Spindel 5 sich nicht weiter drehen und der Kolben 2 wird gestoppt. Durch Verschieben der Stopper 14 kann dadurch der Hub des Kolbens 2 festgesetzt werden. Die Mechanik und die Sensoren können durch einen Deckel 15 geschützt werden.
Fig. 3 zeigt die Drehscheibe 7, welche einen Nocken 13 aufweist und zur Ventilsteuerung verwendet wird. In einer gewünschten Winkelstellung der Drehscheibe 7, d.h. letztlich in der gewünschten Kolbenstellung, wird durch den Nocken 13 über ein Ventilstössel 16 ein Fluiddurchflussventil (Drossel) 17 aktiviert. Der Ven- tilstössel 16 hebt z.B. gegen eine Ventilfeder 18 eine Ventilkugel 19 in einem Durchflussrohr 20 und verschliesst dieses, sobald der Nocken 13 seinen maximalen oberen Drehpunkt erreicht hat. Damit wird der Kolben 2 angehalten. Um den Kolben 2 wieder in Gang zu setzten, z.B. in die entgegengesetzte Richtung zu verfahren, bedarf es einer zweiten Bohrung 21 , um die Zylinderfüllung zu gewährleisten. Diese Bohrung 21 ist mit einem Rückschlagventil 22 ausgestattet, um sicherzustellen, dass durch diesen Leitungsteil nur immer Fluid in den Zylinder hinein fliesst aber keines heraus, denn das Herausführen des Fluid wird über das nockengesteuerte Ventil kontrolliert.
Die Drehscheibe 7 kann auch als Kurvenscheibe ausgeführt sein, sodass über dem Gesamthub des Kolbens, durch die teilweise Verschliessung des Durchfluss- rohres 20 in Vermindung mit der Ventilfeder 18 durch Ventilkugel 19, wiederkehrende, variable Hubgeschwindigkeiten gefahren werden können.
Fig. 4 zeigt eine weitere mögliche Ventilsteuerung. Die Drehscheibe 7 kann zum Antrieb via Verzahnung oder Riementrieb einer zweiten Welle, einer Ventilwelle 23 dienen, welche über ein Gewinde 24 verfügt, die zu einer axialen Verschiebung der Welle 23 führt, gewährleistet durch eine Längsverzahnung oder Keilnut 23 a. Ein Räderwerk 26 ermöglicht eine entsprechende Untersetzung für die Ventilsteuerung und zugleich eine Verbindung zwischen der Drehscheibe 7 und der Ventilwelle 23. Auf der Ventilwelle 23 sitzen entsprechende Ventile 25, wie z.B. Kegelventile. Die axiale Verschiebung dient zur Einlass- oder auch zur Auslassventilsteuerung der Zylinderfüllung 8. Der Vorteil dieser technischen Auslegung ist, dass durch die axiale Verschiebung der Ventilwelle 23, der Fluideinlass als auch gleichzeitig der Fluidauslass über den Hub gesteuert werden kann. Damit kann an einen vorgeschriebenen Haltepunkt sehr fein dosiert angefahren und ebenso sachte wieder weggefahren werden, dies ohne komplexe Servosteuerung.
Wie bereits in Fig. 3 gezeigt, gilt auch für diese Variante bei geschlossenem Ventil 25 die dort erläuterte Ventilsteuerung. Somit wird auch hier bei einem geschlossenen Ventil 25 die zweite Bohrung 21 , welche ebenfalls über ein Rückschlagven- til 22 verfügt, aktiviert.
Die Drehscheibe kann zusätzlich für ein sehr feinfühliges Messen mit einem Untersetzungsgetriebe (nicht dargestellt) ausgeführt werden oder - wie weiter unter erläutert wird - auch für ein Verriegeln des Kolbens mit reduzierten Haltekräften Verwendung finden.
Fig. 5 zeigt die Drehscheibe 7 als Mittel für eine mechanische Synchronisation von einem oder weiteren Hydraulikzylindern, in dem diese mit einer Verzahnung über ein weiteres Räderwerk 26 oder Welle 27 mit anderen Aggregaten verbunden werden kann.
Für einfache Funktionen kann die Drehscheibe 7 auch für Ausführungen separater Tätigkeiten eingesetzt werden, d.h. als Direktantrieb verwendet werden. Dies ermöglicht z.B. bei einer Umfüllstationsanlage, den Zylinder zum Muldenkippen, d.h. das Entleeren eines Gutes wie üblich einzusetzen und gleichzeitig die Funkti- on der Drehscheibe 7 des Zylinders 1 auszunutzen um damit eine Klappe mechanisch so zu aktivieren, dass das entleerende Gut über eine Fläche proportional zum Entleerungsprozess verteilt wird.
Fig. 6 veranschaulicht die Drehscheibe 7 als Verrieglungssystem. Wie schon eingangs erwähnt wurde, wird durch den Kolbenstangenhub X - X' die axial festgehaltene Spindel 5 angetrieben. Durch Blockierung der Spindeldrehbewegung wird die Kolbenstange 3 in der Hubverschiebung blockiert. Wird nun die mit der Spindel 5 verbundene Drehscheibe 7 kraftschlüssig gehalten, so ist die Kolbenstange 3 in ihrer Position mechanisch verriegelt.
Die Verriegelung ist mit dieser Erfindung in verschieden Ausführungen, aber immer kompakt und einfach, realisierbar.
Zum einen kann hinter der Drehscheibe 7, welche z.B. auf der einen Seite ein Klinkerverschlussmuster 28 aufweist, ein Sperrkolben 29 mit einer Verdrehsiche- rung 30, welcher ein gegengleiches Verschlussmuster 31 aufweist, gelagert sein. Dieser Sperrkolben 29 wird z.B. durch eine Feder 32 gegen die Drehscheibe 7 gepresst und verriegelt die Kolbenstangen 3 in zumindest einer Richtung. Wird der Kolben 2 ausgestossen, so wird die Klinkersperre 28, 31 bedingt durch ihre Bauform ein Verdrehen der Drehscheibe 7 ähnlich einer Ratsche zulassen, die Spindel 5 dreht und die Kolbenstange 3 kann axial in diese bestimmte Richtung bewegt werden. Wird nun eine Last gegen den Kolben 2 gerichtet und sollte der Fluiddruck nicht mehr genügend vorhanden sein um die Last zu tragen, so verriegelt die Klinkersperre 28, 31 das Drehen der Drehscheibe 7 in Gegenrichtung, die Spindel 5 kann nicht gedreht werden und der Kolben 2 kann nicht verfahren. Der Zylinder ist verriegelt.
Für eine beidseitige Verriegelung der Kolbenstange 3 kann eine Variante gewählt werden, bei welcher die Drehscheibe 7 und der Sperrkolben 29 formschlüssig ineinander greifen, über z.B. eine Verzahnung. Ebenfalls ist eine Kupplung denkbar, wo beide Flächen reibschlüssig und mit der entsprechenden Flächenpressung ein Durchdrehen der Drehscheibe 7 verhindern, resp. dies über eine geeignete Untersetzung wie oben schon erwähnt wurde, mit einbezogen wird.
Das Entsperren des Sperrkolbens erfolgt im Normalfall durch das gleiche Fluid wie zum Verfahren des Kolbens 2. Durch Fluiddruckzuführung in eine der Zylin- derkammern 8 zur Verstellung des Kolbens, wird gleichzeitig auch die Füllung der Kammer 8a für den Sperrkolben erreicht. Dadurch wird der Sperrkolben 29 nach hinten gegen die Feder 32 gedrückt und entsperrt damit die Drehscheibe 7 resp. Spindel 5. Durch geschickte Ventilsteuerung kann über den Fluiddruck zuerst der Kolben 2 in seiner Position gehalten werden, danach wird entsperrt und danach kommt erst der entsprechende Fluiddruck und Fluidvolumen zur Kolbenverschiebung. Das Steuern des Sperrkolbens 29 kann selbstverständlich auch durch elektrische oder manuelle Mittel bewerkstelligt werden.
Das Festhalten der Spindel 5 kann zusätzlich auch aktiv unterstützt werden indem durch Mittel auf die Drehscheibe 7 ein Drehmoment eingeleitet wird, sodass die Spindel 5 sich gegen die Kolbenstange 3 verspannt. In Fig. 5 wurde ein Abtrieb resp. Synchronisationsvariante aufgezeigt welche nun im Gegensinn zur Krafteinleitung auf die Drehscheibe 7 und damit auf die Spindel 5 verwendet werden kann.
Fig. 7 zeigt einen zu sichernden Fluidzylinder, welcher z.B. im Freien und unbeaufsichtigt ist, oder vor Fehlmanipulationen zu schützen ist, u.a. bei z.B. schweren Baumaschinenteile oder Hebebühnen. Mit einem einfachen Einlegeteil 33 zwischen Sperrkolben 29 und Zylinderabdeckung 15 wird das axiale Verschieben des Sperrkolbens 29 verhindert und somit der Zylinder als ganzes verriegelt. Das Ein- legeteil 33 kann eine Lasche eines nur per Sicherheitsschloss 34 ausfahrbaren Teiles sein.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt.
In diesen Ausführungen wurden nur axiale Sperrkolben 29 erwähnt, diese können auch durch geeignete radiale Varianten in Verbindung mit dem Drehteil 7 den selben Effekt erzielen. Bezugszeichenliste
Fluidzylinder Kolben Kolbenstange Stangenbohrung Spindel Zylinderbodena Bohrung Drehscheibe Zylinderkammerna Sperrkolbenzylinderkammer Winkelsensor0 Näherungsschalter1 Informanten2 Messkabel3 Nocken3a Ausnehmung4 Stopper5 Deckel6 Ventilstössel7 Fluiddurchflussventil8 Ventilfeder9 Ventilkugel0 Durchflussrohr0a Öffnungen1 Bohrung2 Rückschlagventil3 Ventilwelle3a Keilnut Gewinde Ventile
Räderwerk
Welle
Klinkerverschlussmuster
Sperrkolben
Verdrehsicherung
Verschlussmuster
Feder
Einlegeteil
Sicherheitsschloss Klinkersperre

Claims

Patentansprüche
1. Fluidzylinder (1), umfassend einen Kolben (2) und eine Kolbenstange (3), wobei der Kolben und die Kolbenstange zusammenwirken und mittels eines Fluids der Kolben (2) und die Kolbenstange (3) axial verschoben werden können, dadurch gekennzeichnet, dass am Fluidzylinder (1 ) Mittel (5, 7) angeordnet sind, welche die axiale Verschiebung des Kolbens (2) und der Kolbenstange (3) in eine Drehbewegung umwandeln.
2. Fluidzylinder (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Umwandlung der axialen Bewegung des Kolbens (2) in eine Drehbewegung eine Spindel (5) und ein mit der Spindel in Verbindung stehendes rotierbares Mittel (7) sind.
3. Fluidzylinder (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (5) in einer Stangenbohrung (4) der Kolbenstange (3) angeordnet ist, dass die Spindel (5) axial im Zylindergehäuse (6) gelagert ist, und dass bei axialer Verschiebung des Kolbens (2) die Spindel (5) in Rotation versetzbar ist.
4. Fluidzylinder (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Mittel (5, 7) mindestens in eine Hubrichtung eine Sperrung des Kolbenhubs erfolgt und / oder der Fluiddurchlass ins Innere des Fluidzylinders steuerbar ist und / oder die Position des Kolbens (2) messbar und / oder begrenzt ist und / oder mindesten ein Zusatzaggregat anschliessbar ist.
5. Fluidzylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) für die Hubsperrung eine Klinkerform (28) oder eine formschlüssige Fläche oder eine reibschlüssige Fläche aufweist, welche jeweils gegen einen federbelasteten und oder hydraulischen Kolben (29) axial oder radial sperrbar ist.
6. Fluidzylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) zur Steuerung des Fluiddurchlasses ins Innere des Fluidzylinders eine kurvenscheibenartige Form (13) oder eine zweite Welle (23) aufweist.
7. Fluidzylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (5, 7) für die Messung der Position des Kolbens (2) Senso- ren (9, 10, 11) aufweist.
8. Fluidzylinder (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (7) zum Anschliessen eines Zusatzaggregat ein Räderwerk (26) mit mindestens einer Welle (27) aufweist.
9. Fluidzylinder (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierbaren Mittel (5, 7) und somit der Kolben (2) mittels eines von ausserhalb des Fluidzylinders aktivierbaren Elementes (33, 34) blockierbar sind.
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