DE3709701A1

DE3709701A1 - PRESSURE-DRIVEN WORK CYLINDER

Info

Publication number: DE3709701A1
Application number: DE19873709701
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Paetz
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-13
Also published as: EP0283693A1; EP0283693B1; DE3860022D1

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder nach dem Gattungsbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a pressure-operated working cylinder according to the preamble of claim 1.

Bei Arbeitszylindern von pneumatischer oder hydraulischer Beaufschlagung ist es auf verschiedenartigen Anwendungsgebieten erwünscht, eine Rastierung in vorbestimmter Axialposition des Kolbens bzw. der Kolbenstange vorzunehmen. Bei bekannten Arbeitszylinderkonstruktionen werden zu diesem Zweck an der Kolbenstange und am Innenumfang des Gehäuses des Arbeitszylinders angeordnete, im gegenseitigen Eingriff wirkende Rastierelemente verwendet, welche bei Druckbeaufschlagung des Kolbens und dessen Verschiebung in gegenseitigen Eingriff gelangen und manuell gegen Federkraft gelöst werden können. Die Rastierbetätigung erfolgt hierbei jeweils in Abhängigkeit vom unmittelbaren Arbeitsdruck des Arbeitszylinders; infolgedessen sind verhältnismäßig groß dimensionierte Federelemente für die Rastiereinrichtung zu verwenden, mit dem Nachteil, daß das Entriegeln nur gegen sehr große Kräfte vollzogen werden kann.For pneumatic or hydraulic working cylinders It is applied in various fields of application desires a detent in a predetermined axial position of the Piston or piston rod. At acquaintances For this purpose, working cylinder constructions are on the Piston rod and on the inner circumference of the housing of the working cylinder arranged, interacting locking elements used which when pressurizing the piston and its Shift into mutual engagement and manually counter Spring force can be released. The locking operation takes place depending on the direct working pressure of the Working cylinder; as a result are relatively large dimensioned spring elements for the locking device use, with the disadvantage that unlocking only against very large Powers can be exercised.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß das Entriegeln, insbesondere manuelle Entriegeln, gegen vergleichsweise geringen Widerstand vollzogen werden kann. Im besonderen sollen die baulichen Abmessungen des Rastierkörpers und der diesen verspannenden Federeinrichtung klein gehalten werden. Es soll auch Vorsorge dafür getroffen werden, daß das Rastieren nur bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes vollzogen wird, d. h., daß der Arbeitszylinder innerhalb bestimmter Druckwerte normal, also ohne Rastierung, gefahren werden kann.Based on this, the object of the invention is one pressure-operated working cylinder of the generic type so further that unlocking, especially manual Unlocked, performed against comparatively little resistance can be. In particular, the structural dimensions of the Locking body and the spring device bracing these small being held. Provision should also be made to ensure that the locking only when a predetermined limit pressure is exceeded is carried out, d. that is, the cylinder within certain Pressure values can be driven normally, i.e. without locking.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale nach dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1.The features according to the Characterizing part of claim 1.

Durch die Begrenzung der Wirkfläche des durch den Arbeitsdruck des Zylinders beaufschlagbaren Rastierkörpers ist es ermöglicht, die den Rastierkörper verspannende Federeinrichtung relativ klein zu gestalten, d. h. innerhalb bestimmter Grenzen unabhängig vom Arbeitsdruck des Arbeitszylinders, mit der vorteilhaften Folge, daß das Entriegeln des Rastierkörpers, insbesondere manuelle Entriegeln, gegen einen vergleichsweise geringen Widerstand erfolgen kann. Im weiteren ist es von besonderem Vorteil, daß die Rastierung erst bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes herbeigeführt werden kann, wenn sich der Kolben in einer zur Rastierung dienenden Endlage befindet.By limiting the effective area of the working pressure of the Cylinder acting locking body it is possible, the Locking body tensioning spring device relatively small design, d. H. within certain limits regardless of Working pressure of the working cylinder, with the advantageous consequence that unlocking the locking body, in particular manual unlocking, can take place against a comparatively low resistance. in the further it is of particular advantage that the detent only at Exceeding a predetermined limit pressure can be brought about can if the piston is in an end position serving for locking located.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in weiteren Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous refinements and developments are in others Subclaims listed.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.The invention is based on an embodiment explained with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 gibt in Längsschnittdarstellung den erfindungsgemäßen Arbeitszylinder in seiner Ausgangslage wieder; und Fig. 1 shows the working cylinder according to the invention in its initial position in a longitudinal sectional view; and

Fig. 2 ist eine der Fig. 1 vergleichbare Längsschnittdarstellung unter Wiedergabe des Arbeitszylinders in verriegelter Lage. FIG. 2 is a longitudinal sectional illustration comparable to FIG. 1, showing the working cylinder in the locked position.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder ist in einem Gehäuse 1 ein Kolben 3 mit einer Kolbenstange 5 verbunden. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kolben 3 mittels einer Mutter 7 gegenüber einem Anschlag 9 der Kolbenstange 5 verschraubbar; es ist auch jede andere Art der Befestigung des Kolbens an der Kolbenstange möglich. Zwischen dem Kolben und dem Außenumfang der Kolbenstange ist ein Dichtelement 11 in Form eines O-Rings vorgesehen, an welchen sich in Richtung des sogenannten Sekundärraums 13 des Arbeitszylinders ein Druckstück 15 und ein Rastierkörper 17 anschließen. Der Rastierkörper 17 ist zwischen einem an der Kolbenstange ortsfest gehaltenen Anschlag 19 und der zugewandten Stirnseite des Kolbens 3 verschiebbar und wird mittels einer Feder 21 in Richtung des Kolbens verspannt. Der Rastierkörper besitzt die Form einer Klinke, welche mit dem am rechtsseitigen Ende des Gehäuses 1 dargestellten Rastierstößel 23 in Eingriff zu gelangen vermag.In the example shown in Fig. 1 the fluid-operated working cylinder in a housing 1, a piston 3 is connected to a piston rod 5. In the present exemplary embodiment, the piston 3 can be screwed against a stop 9 of the piston rod 5 by means of a nut 7 ; any other type of fastening of the piston to the piston rod is also possible. Between the piston and the outer circumference of the piston rod, a sealing element 11 in the form of an O-ring is provided, to which a pressure piece 15 and a locking body 17 connect in the direction of the so-called secondary space 13 of the working cylinder. The locking body 17 is displaceable between a stop 19 held stationary on the piston rod and the facing end face of the piston 3 and is clamped in the direction of the piston by means of a spring 21 . The locking body has the shape of a pawl, which is able to engage with the locking plunger 23 shown at the right-hand end of the housing 1 .

Der Rastierstößel 23 erstreckt sich unter Verspannung der Feder 25 radial nach innen gerichtet in das Gehäuse und befindet sich im Verschiebewege des Rastierkörpers 17. Ein am Rastierstößel befestigter Handgriff 27 dient zum Lösen der Rastierung, wie nachfolgend erläutert ist. Die Funktionsweise des Arbeitszylinders gemäß der Erfindung ist wie folgt:The locking plunger 23 extends radially inward under tension of the spring 25 into the housing and is located in the displacement path of the locking body 17 . A handle 27 attached to the locking plunger serves to release the locking, as explained below. The operation of the working cylinder according to the invention is as follows:

Wird durch den Anschluß 29 Druckmittel in den sog. Primärraum 31 des Arbeitszylinders eingeleitet, so wird der Kolben mit der an ihm befestigten Kolbenstange in an sich bekannter Weise verfahren, wobei sich der Kolben bis zu einem im Sekundärraum 13 angeordneten Anschlag 33 bewegen kann. Wird der Druck im Primärraum 31 wieder reduziert bzw. auf den Wert Null heruntergefahren, so kann die Kolbenstange mit dem Kolben durch äußere Rückstellkräfte in seine Ausgangslage zurückgefahren werden. Eine Rastierung bei dieser Art der Betätigung innerhalb eines bestimmten Druckniveaus findet nicht statt.If pressure medium is introduced into the so-called primary space 31 of the working cylinder through the connection 29 , the piston is moved with the piston rod attached to it in a manner known per se, the piston being able to move up to a stop 33 arranged in the secondary space 13 . If the pressure in the primary space 31 is reduced again or reduced to the value zero, the piston rod with the piston can be returned to its starting position by external restoring forces. There is no locking in this type of actuation within a certain pressure level.

Wird in den Anschluß 29 ein erhöhter Druck eingeleitet, dann bewegt sich der Kolben mit der Kolbenstange in vorstehend erläuterter Weise, bis die Anschlagposition am Anschlag 33 erreicht ist; der erhöhte Druck wirkt gleichzeitig auf der Fläche des Dichtelements 11 und ist nunmehr groß genug, um das Dichtelement, das Druckstück und den Rastierkörper 17 entgegen der Kraft der Feder 21 zu verschieben. Da sich der Kolben in seiner Endlage am Anschlag 33 befindet, klinkt der Rastierkörper infolge seiner klinkenartigen Ausbildung am Rastierstößel 23 ein, indem dieser zunächst radial nach außen geschoben wird und nachfolgend unter der Eigenverspannung der Feder 25 in seine Rastierlage gemäß Fig. 2 zurückkehrt. Der Arbeitszylinder befindet sich folglich in rastierter Lage, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Bei Abbau des Druckes im Primärraum 31 verbleibt der Kolben mit Kolbenstange in der in Fig. 2 dargestellten Lage, bis diese durch Ziehen am Handgriff 27 freigegeben wird. Da die dem Druck im Primärraum ausgesetzte Wirkfläche des Dichtelements 11 im Vergleich zur Wirkfläche des Kolbens vergleichsweise klein ist und folglich die Rückstellkräfte ausübende Feder 21 gleichfalls vergleichsweise klein dimensioniert werden kann, geschieht das Entriegeln gegen einen vergleichsweise geringen Widerstand, d.h. es ist nur der Reibwiderstand zu überwinden, welcher durch Anlage des Rastierkörpers am Rastierstößel unter Einwirkung der Kraft der Feder 21 existiert. Mithin ist die Rastierung des Rastierkörpers unabhängig vom tatsächlich in den Primärraum 31 eingesteuerten Arbeitsdruck, selbst wenn dieser sehr hoch sein sollte. If an increased pressure is introduced into the connection 29 , the piston moves with the piston rod in the manner explained above until the stop position on the stop 33 is reached; the increased pressure acts simultaneously on the surface of the sealing element 11 and is now large enough to move the sealing element, the pressure piece and the locking body 17 against the force of the spring 21 . Since the piston is in its end position at the stop 33 , the locking body clicks on the locking plunger 23 due to its pawl-like design, in that it is first pushed radially outward and then returns to its locking position according to FIG. 2 under the inherent tension of the spring 25 . The working cylinder is therefore in the locked position, as shown in Fig. 2. When the pressure in primary space 31 is reduced, the piston with piston rod remains in the position shown in FIG. 2 until it is released by pulling on handle 27 . Since the effective area of the sealing element 11 exposed to the pressure in the primary space is comparatively small compared to the effective area of the piston and consequently the spring 21 exerting the restoring forces can also be dimensioned comparatively small, the unlocking takes place against a comparatively low resistance, ie only the frictional resistance is too overcome, which exists by engaging the locking body on the locking plunger under the action of the force of the spring 21 . The latching of the latching body is therefore independent of the working pressure which is actually introduced into the primary space 31 , even if this should be very high.

Reference symbol list: 1 housing
3 pistons
5 piston rod
7 mother
9 stop
11 sealing element
13 secondary room
15 pressure piece
17 locking body
19 stop
21 spring
23 locking plungers
25 spring
27 handle
29 connection
31 primary space
33 stop

Claims

1. Pressurized cylinder, with a arranged on the piston rod of the working cylinder, with this movable locking device, which automatically engages in a predetermined position of the piston connected to the piston rod relative to a locking element extending from the housing of the working cylinder and can be unlocked manually, characterized in that the Locking device consists of a locking body ( 17 ) which is guided on the outer circumference of the piston rod ( 5 ) and can be acted upon by the pressure medium on a limited effective area and which can be moved against the spring force in engagement with the locking element in a predetermined locking axial position of the piston ( 3 ).

2. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the locking body ( 17 ) as a on the outer circumference of the piston rod ( 5 ) displaceable, a radially projecting pawl having sleeve which ends between two stops, on the one hand the piston ( 3 ) and on the other hand one stop ( 19 ) connected to the piston rod is movable, a spring ( 21 ) supported on the stop ( 19 ) bracing the locking body ( 17 ) in the direction of the piston ( 3 ), and that between the outer circumference of the piston rod ( 5 ) and the inner circumference of the piston ( 3 ) connected to the piston rod, a sealing element ( 11 ) supported by means of a pressure piece ( 15 ) with respect to the locking body ( 17 ) is guided such that the sealing element ( 11 ) is exposed to the pressure within the primary space ( 31 ) of the working cylinder and acts upon the locking body ( 17 ) when pressure is applied to a predetermined size by means of the pressure piece ( 15 ).

3. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the locking element in the form of a locking plunger ( 23 ) by means of a spring ( 25 ) in the travel of the pawl of the locking body ( 17 ) is clamped, such that the pawl when moving the locking body ( 17th ) engages behind the force of the spring ( 25 ) of the locking plunger ( 23 ).

4. Working cylinder according to claim 1, characterized in that it is designed as a single-acting working cylinder, so that the locking body ( 17 ) and the locking plunger ( 23 ) are within the secondary space ( 13 ).

5. Working cylinder according to claim 1, characterized in that this is designed as a double-acting cylinder, such that with a continuous piston rod in the two pressure chambers of the working cylinder each have a locking body and a locking plunger are provided.

6. Working cylinder according to claim 1, characterized in that the Pneumatic pressure medium is.

7. Working cylinder according to claim 1, characterized in that hydraulic medium is used as a pressure medium.