DE2911071C2

DE2911071C2 - Verriegelung für Kolben von Druckmittelzylindern

Info

Publication number: DE2911071C2
Application number: DE19792911071
Authority: DE
Inventors: 4515 Bad Essen Fa. Rolf Andexser
Original assignee: Individual
Current assignee: KLEMENT, KLAUS-DIETER, 5170 JUELICH, DE
Priority date: 1979-03-21
Filing date: 1979-03-21
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE2911071A1

Description

Die Erfindung- betrifft eine Verriegelung für Kolben von Druckmittelzylindern mit allen Merkmalen aus dem Hauptanspruchsoberbegriff.
Es ist eine solche Verriegelung unter anderem aus der OE-OS 21 52 809 bekannt

Derartige Verriegelungen für Kolben von Druckmittel-Zylindern ermöglichen z. B. an Be- oder Entlüftungsfenstern in Lagerhallen oder Betriebsräumen, die Last der Fenster durch die Mechanik und nicht mit dem sonst erforderlichen konstanten Luftdruck zu halten. Weiterhin verlangen die Unfall-Verhütungsvorschriften an Pressen und Stanzen Schutzgitter. Diese Gitter dürfen nicht nur über ein am Zylinderkolben anstehendes Druckmittel gehalten werden, sondern müssen eine zusätzliche mechanische Verriegelung aufweisen.

Zum Verriegeln von Kolben werden derzeit verschiedene Riegelsysteme benutzt. Zum einen greifen federvorgespannte Stifte in die Nut einer Kolben- oder Verriegelungsstange ein und verriegeln den Kolben. Das Rückholen der Stifte zum Entriegeln des Kolbens erfolgt manuell oder über separate Druckmittelzylinder. Zum anderen verriegeln zwei in der Nut der Kolben oder Verriegelungsstange liegende Kugeln den Kolben. Das Herausdrücken der Kugeln aus der Nut auf manuellem Wege oder durch Druckmittel setzt den Kolben frei.

Nachteile (z. B. DE-OS 21 52 809)

Die üblichen Verriegelungsstifte oder -kugeln weisen den Nachteil auf, daß sie nur an /.wei Steilen in die Umfangsnut der Kolbenstange punktförmig eingreifen und demzufolge die auf die Kolbenstange wirkenden Druck- oder Zugkräfte nur an diesen Verricgclungspunkten aufgefangen werden.

Die Riegelstifte benötigen für das Ver- und Entriegeln jeweils eigene Druckmittelzylinder, die aufgrund der hohen Punktbelastung der Stifte mit einem höheren Druck betrieben werden als der zu verriegelnde Arbeitszylinder.

Beim Verriegeln mit nur zwei Kugeln bilden sich infolge der hohen Punktbelastung auf der Kugeloberfläche Riefen. Außerdem verformen die in einer Kugelführungsbüchse gehaltenen Kugeln durch den Punktdruck die druckaufnehmende Fiäche der Kugelführungsbüchse derart, daß ein spielfreies, sicheres Verriegeln des Kolbens nicht mehr möglich ist.

Die Nachteile der bekannten Verriegelungssysteme liegen also in einer aufwendigen Mechanik bzw. in einer

Mi durch Verschleiß verkürzten Lebensdauer der Bauteile.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, gegenüber der bekannten Verriegelung aus der DE-OS 21 52 809 eine solche zu schaffen, deren Verschleiß vcrt>5 mindert ist und deren Funktion sicherer gewährleistet wird und dies mit geringem Aufwand.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruchskennzeichen angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteile der Lösung

Durch diese Zweiteiligkeit der Führungsflächen für die Verriegelungsstücke wird die Möglichkeit geschaffen, den Umfang der Verriegelungsnut vollständig mit Verriegelungsstücken zu belegen, wodurch kleinere Kräfte pro Flächeneinheit übertragen werden und dadurch der Verschleiß verringert wird und sichere Funktion bei geringerem Aufwand gewährleistet wird.

Bei der erfindungsgemäßen Verriegelung verläuft die Radialnut vorzugsweise konzentrisch zu der Kolbenstange oder einer mit dieser verbundenen Verriegelungsstange. Diese Radialnut bietet auf ihrem gesamten Umfang den Verriegelungsstücken Eingriffsstellen, so daß je nach Belastung des Arbeitskolbens mehrere Verriegelungsstücke in die Radialnut greifen. Vorzugsweise besteht die Radialnut aus einer Nut mit beiderseitigen Schrägschultern. Begrenzt wird die Radialnut in der Verriegelungsstellung vorteilhafterweise durch einen federbelasteten und gleichzeitig druckmittelbeaufschlagten Verriegeliingsschieber in einer Verriegeiungskammer, Der Verriegelungsschieber kanr, zur Erleichterung der Kugelbewegung eine zur Radialnut weisende Schiebeschulter und auf seiner Innenseite eine Arretierschulter besitzen. Im Inneren des Verriegelungsschiebers kann zudem ein abgefederter Sperrschieber angeordnet sein, der der Bewegung der Verriegelungsstange folgt und die Kugeln in die Entriegelungsstellung hält. Um die gegenläufigen Bewegungen des Kolbens bzw. der Verriegelungsstange und des Verriegelungsschiebers zu synchronisieren, kann vom Druckmittel-Arbeitskanal ein Nebenkanal zur Schiebekammer abzweigen.

Vorzugsweise dient ein geschlossener Kugelkranz als Verriegelungsstück. Die von der Kolbenstange auf den Kugelkranz übertragenen Druck- oder Zugkräfte werden nicht nur über zwei Verriegelungsstücke abgeleitet, sondern die Vielzahl der rundum verriegelnden Kugeln führt zu einer auf alle Kugeln gleichmäßig verteilten und somit fli jhenartigen Belastung. Selbst bei hohen Druck- oder Zugkräften vermindert diese Lastverteilung aufgrund der verhältnismäßig geringen Belastung der einzelnen Kugeln und deren Gegenflächen den Verschleiß.

An die Stelle des Kugelkranzes können bei der erfindungsgemäEen Verriegelung auch Kreissegmente treten. In diesem Falle werden die Belastungskräfte nicht punktförmig wie bei Kugeln aufgenommen, sondern von einer verhältnismäßig großen Kreisringfläche. Demgemäß ergeben sich ein geringerer örtlicher Verschleiß und geringere Belastungsspitzen. Die Kreissegmente werden durch im Bereich ihrer Stoßstellen angeordnete angetriebene Spreizbolzen aus der Radialnut in die Entriegelungsstellung bewegt. Das geschieht durch axiales Verfahren der Spreizbolzen. Die Verriegelungsstücke leiten die Druck- und Zugkräfte vorzugsweise über eine ringförmige Abstützung ab.

Die ringförmige Anordnung der Verriegelungsstücke ermöglicht in der erfindungsgemäßen Ausführung eine ringförmige Verriegelungs- und Entriegelungsmechanik. Ein angetriebener, hülsenartig um die Verriegelungsstücke angeordneter Verriegelungsschieber führt die Verriegelungsstücke jeweils gleichzeitig und gleichmäßig während der Riegelbewegung. Das verhindert eine ungleichmäßige Belastung der Verriegelungsstükke.

Zur gleichzeitigen Riejfilbewegung aller Verriegelungsstücke ist nur eine einzige Riegelmechanik notwendig, die mit dem gleichen Druckmittel wie der Arbeitskolben angetrieben werden kann. A.ufgrund der ringsum gleichmäßigen Kräfteableitung über die Verriegelungsstücke ist die zum Verfahren des Verriegelungsschiebers notwendige Kompression des Druckmittels nicht höher, sondern gleich oder geringer ais der am Arbeitskolben wirksame Druck. Eine Druckerhöhung ist daher nicht erforderlich.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der

ίο Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Verriegelung in Vorderansicht, teilweise im Schnitt

In einem Druckmittel-Arbeitszylinder 1 befindet sich ein Arbeitskolben 2. Die Kolbenstange 3 geht in eine Verriegelungsstange 4 über, die mit einer Radialnut 5 mit 45°-Schrägschultern 6 versehen ist Zwischen der Radialnut 5 und einem Verriegelungsschieber 7 befinden sich als lose Verriegelungsstücke 8 Kugeln eines geschlossenen Kugelkranzes 9.

In dem dargestellten Verriegelungsznstand liegen die Kugeln als Verriegelungsstücke 8 die«^ Kugelkranzes 9 in der Radialnut 5 konzentrisch um die Verriegelungsstange 4. Den Verriegelungsweg der Kugeln begrenzt eine Abstützung 10 in Form eines Druckaufnahmeilansches, die Stirnseite einer Dichtungshülse 11 und eine, an eine schrage Schiebeschulter 12 anschließende Arretierschulter 13 an der Innenseite des Verriegelungsschiebers 7. Der vom Druckmittel angetriebene Verriegelungsschieber 7 ist gegen eine Vcrricgelungsfeder 14 beweglich in einer Schieberkammer 15 geführt Ein Druckmittel-Nebenkanal 16 verbindet einen Druckmittel-Arbeitskanal 17 in einer den Zylinderboden bildenden Fußplatte 18 und die Schieberkammer 15 miteinander. Formschlüssig an der freien Stirnfläche der Verriegelungsstange 4 liegt ein gegen eine Sperrfeder 19 bewegbarer Sperrschieber 20. Ein mit der Fußplatte 18 lösbar verbundener Kapselflansch 21 dient der Riegelmechanik als Gehäuse.
Bei Benutzung der erfindungsgemäßen Verriegelung fährt im Verriegelungsmoment der Arbeitskolben 2 bis zur fndlage gegen die Fußplatte 18 des Arbeitszylinders 1. Dabei drückt der Arbeitskolben 2 mit der Verriegelungsstange 4 den vorgespannten Sperrschieber 20 zurück, der den Verriegelungsstücken 8, beispielsweise Kugeln, im Entriejelungszustand den Riegelweg versperrt. Die in gleicher Höhe mit der Radialnut 5 in der Schieberkammer 15 liegenden Kugeln als Verriegelungsstücke 8 werden dabei über die 45°-Schiebeschulter 12 an der Innenseite des federvorgespannten Verriegelung3schiebers 7 rundum zentripetal in die Radialnut 5 der Verriegelungssiange 4 gedruckt und mittels Federdruck von der Arretierschulter 13 des Verriegelungsschiebers 7 bewegungsfrei verriegelt,
beim Entriegeln des Arbeitskolbens 2 wird über den mit dem Druckmit'pl-Arbeitskanal 17 verbundenen Druckmittel-Nebenkanal 16 zugleich mit dem Arbeitskolben 2 auch der Verriegelungsschieber 7 stirnseitig mit Druckmittel beaufschlagt, wodurch die Verriegelungsstücke 8, beispielsweise Kugeln, über die 45°-Schrägschulter 6 aus der Radialnut 5 der Verriegeiungsstange 4 heraus in die offene Schieberkammer 15 gedruckt werden.

Der vorfahrenden Verriegelungsstange 4 folgt der federvorgespannte Sperrschieber 20 and arretiert die Verriegelungsstücke b,z. B. die Kugeln in der Schieberkammer 15. Somit befinden sich in der Entriegelungsstellung die Kugeln als Verriegelungsstücke 8 in einer ringförmigen Kammer zwischen dem innenliegenden

Sperrschieber 20 einerseits und der Schiebeschulter 12 des Verriegelungsschiebers 7 andererseits. Nach oben wird die Ringkammer von der einen Führungsfläche der unteren Stirnfläche des Druckaufnahmeflansches als Abstützung 10 und nach unten von der anderen Führungsfläche, der oberen Stirnfläche der Dichtungshülse 11 begrenzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verriegelung für Kolben (2) von Druckmittelzylindern (1) mit zwischen einer Führungs- und einer Verriegelungsstellung zwischen zwei radial verlaufenden Führungsflächen bewegbaren Verriegelungsstücken (8), mit einem in Verriegelungsrichtung federvorgespannten, in Entriegelungsrichtung druckbeaufschlagbaren Verriegelungsschieber (7), der zur Aufnahme der Verriegelungsstücke (8) in Entriegelungsstellung eine Ausnehmung mit schräggestellter Schiebeschulter (12) besitzt, mit mindestens einer den Kolben (2) in einer Axialrichtung des Druckmittelzylinders (1) verlängernden Verriegelungsstange (4), die jeweils eine Radialnut (5) mit Schrägschultern (6) aufweist, wobei die Verriegelungsstücke (8) im Falle der Verriegelung in die Radialnut (5) eingreifen und mit einer mit dem Zylinderboden ^Fußplatte 18) verbundenen, aus einer der Führungsiiüchen gebildeten, lasihahenden Abstützung (10) für die Verriegelungsstücke (8), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungsflächen von getrennten Bauteilen (10 und 11) gebildet werden, der Umfang des Kreises, auf dem die Verriegelungsstücke (8) angeordnet sind, frei ist von Führungsflächen zwischen den Verriegelungsstücken (8) und so vollständig wie möglich durch Verriegelungssiücke (8) belegt ist.

2. Verriegelung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Kreissegmente als Verriegelungsstücke (8).

3. Verriegelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS angtirtebene Spreizbolzen zwischen den Kreissegmenten angi ..ifen.

4. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsstange (4) lösbar mit dem Kolben (2) verbunden ist.

5. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zentrisch zum Verriegelungsschieber (7) ein durch eine Sperrfeder (19) in Richtung zur Verriegelungsstange (4) gedrückter Sperrschieber (20) angeordnet ist.

6. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckmittel-Arbeitskanal (17) und eine Schiebekammer (15) über einen Druckmittel-Nebenkanal (16) miteinander verbunden sind.

7. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein topfförmiger, konzentrisch zur Kolbenachse um das Verriegelungssystem angeordneter Kapselflansch (21) mit der den Zylinderboden bildenden Fußplatte (18) verbunden ist.

8. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (10) gebildet wird durch einen ringförmigen Druckaufnahmeflansch, der konzentrisch zur Kolbenachse angeordnet und lösbar mit der den Zylinderboden bildenden Fußplatte (18) verbunden ist.

9. Verriegelung nach einem der Ansprüche I bis o. dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Führungs· fläche gebildet wird durch eine Dichtungshülse (11), die konzentrisch zur Kolbenachse auf dem Boden des Kapselflansches (21) angeordnet ist.

10. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebeschuiter (12) zusammen mit einer Arretierschulter (13) ein

Bauteil im Verriegelungsschieber (7) bilden.

11. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis i0, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmittel-Arbeitskanal (17) die den Zylinderboden bildende Fußplatte (18) in Richtung zur Kolbenachse bis zur Verriegelungsstange (4) durchdringt.