DE2152809A1

DE2152809A1 - Pneumatischer oder hydraulischer Stellzylinder mit einer Einrichtung zur mechanischen Verriegelung seines Stellkolbens

Info

Publication number: DE2152809A1
Application number: DE19712152809
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing. Wien. F 15b 20-00 Steiner
Original assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Priority date: 1970-10-27
Filing date: 1971-10-22
Publication date: 1972-05-04
Also published as: AT302107B; FR2111869B3; FR2111869A3

Description

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2 2. CM. 1971

HOEBBIGER VENTILWERKE AKTIENGESELLSCHAFT, Wien

Pneumatischer oder hydraulischer Stellzylinder mit einer Einrichtung zur mechanischen Verriegelung seines Stellkolbens

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen oder hydraulischen Stellzylinder mit einer Einrichtung zur mechanischen Verriegelung seines Stellkolbens, die einen durch das den Stellzylinder betätigfinde Druckmittel gegen die Kraft einer Rückstellfeder in die Entriegelungsstellung verschiebbaren Verriegelungskolben besitzt, der den Eingriff von Verriegelungskugeln in eine Verriegelungsnut steuert.

Ütellzylinder mit Verriegelungseinrichtungen dieser Art sind bereits bekannt. Dabei ist an den Enden des Zylinders in diesen je e>in Verriegelungskolben eingebaut, der in der Verriegelungsstellung durch die Wirkung seiner Rückstellfeder die Verriegelungskugeln radial in eine im Zylinder vorgesehene Verriegelungsnut drückt. Die Verriegelungskugeln sind ,im Stellkolben radial verschiebbar gelagert und laufen beim Einlangen deo Stellkolbens in seinen Endlagen auf eine schräge Führungs-

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fläche des Verriegelungskolbens auf, wodurch sie in die Verriegelungsnut einrasten und- so den Kolben festhalten. Beim Zuführen von Druckmittel auf die verriegelte Seite des Stell— kolbens wird zugleich auch der Verriegelungskolben mit Druckmittel beaufschlagt und dadurch gegen die Kraft seiner Rückstellfeder verschoben, wobei die Führungsfläche des Verriegelungskolbens aus dem Bereich der Verriegelungskugeln gelangt, so daß diese aus der Verriegelungsnut ausrasten können, Diese bekannten Ausführungen sind jedoch verhältnismäßig kompliziert. Für Jede Verriegelungsstellung ist ein eigener Verriegelungskolben mit eigenen Verriegelungskugeln erforderlich. Die Anordnung der Verriegelungsnut in der Zylinderbüchse des Stell— Zylinders ist aus festigkeitstechnischen Gründen ungünstig und erfordert meist eine verstärkte Ausbildung der Zylinderwandung·, · Außerdem weisen sowohl der Stellzylinder als auch der ßtellkolben eine von der Normalausführung ohne Verriegelungseinrichtung erheblich abweichende Ausbildung auf, so daß Spezialanfertigungen erforderlich sind.

Der .Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine einfache und auch nachträglich an bereits fertige Stellzylinder leichb anbaubare Verriegelungseinrichtung zu schaffen, die mit geringem konstruktivem Aufwand eine sichere mechanische Verriegelung in allen gewünschten Stellungen des Stellkolbens ermöglichte Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Verriegelungskolben ringförmig ausgebildet und in einem konzentrisch zur Kolbenstange an eine Stirnseite des Stellzylinders angebauten Gehäuse angeordnet ist, in dem die Verriegelungskugeln zwischen der Kolbenstange und dem ringförmigen Verriegelungskolben radial verschiebbar gelagert sind, wobei die Verriegelungsnut in der Kolbenstange vorgesehen ist. Bei dieser Ausführung ist für jeden Stellzylinder nur eine einzige Verriegelungseinrichtung erforderlich, mifc der der Stellkolben Ln

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beiden Endlagen und fells gewünscht auch in beliebig vielen' Zwischenlagen sicher verriegelt und festgehalten werden kann. Da weder der Zylinder noch der Stellkolben anders aufgebaut sein müssen als bei der Nοrmalausführung ohne Verriegelungseinrichtung, kann die erfindungsgemäße Einrichtung überall dort als Zusatzgerät an normale Stellzylinder angebaut werden, wo eine Verriegelung gewünscht wird. Es ist lediglich notwendig, die Kolbenstange an jenen Stellen mit einer Ringnut zu versehen, an welchen eine Verriegelung erfolgen soll.

Vorzugsweise sind in der Kolbenstange des Stellkolbens zwei Verriegelungsnuten vorgesehen, so daß der Stellkolben durch dieselbe Verriegelungseinrichtung in seinen beiden Endlagen verriegelt werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der ringförmige Verriegelungskolben eine die Kolbenstange konzentrisch umgebende zylindrische Innenfläche, deren Abstand von der Außenfläche der Kolbenstange kleiner als der Durchmesser der Verriegelungskugeln ist und in der eine Ringnut zur Aufnahme der Verriegelungskugeln in der entriegelten Stellung vorgesehen ist. Die Entriegelung erfolgt dabei dadurch, daß der Verriegelungskolben gegen die Kraft seiner Rückstellfeder verschoben wird, bis die Ringnut im Verriegelungskolben in den Bereich der Verriegelungjskugeln ge Langt und es diesen ermöglicht, aus der Verriegelungsnut in der Kolbenstange radial nach außen auszurasten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Verricftfilungskugeln in Bohrungen eines rohrförmigen Fortsatzes des. Gehäuses der Verriegelungseinrichtung gelc?gert, welcher Fortr.atz zwischen der Kolbenstange und dem Vorriegelun^skolben zu diesen Bauteilen konzentrisch vorgesehen ist.

Die Betätigung der erfindunßsßemlJßcn Verriegelungseinrichtung erfolgt zweckmäßig durch das den Stellkolben betätigende Druckmittel, wo1ehe π vorteilhaft beim Beaufschlagen des Stellkolbenn ßleichzei tip; auch -lern Verriegol un^skolbon zugeführt wird. Dnb'ii erfolgt eine nui.omnt i :;cho Ent, r\ e^el unj;, rsobald dem

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Stellkolben Druckmittel zugeführt wird, und eine Verriegelung, sobald der Stellkolben drucklos wird. Es ist natürlich auch möglich, die ,Verriegelungseinrichtung durch getrennte Druckmittelzufuhr zu steuern. Ebenso kann der gewünschte Schaltzeitpunkt der Verriegelungsvorrichtung durch konstruktive und schaltungstechnische Maßnahmen beliebig gewählt werden, beispielsweise durch Abstimmung der Kraft der Rückstellfeder mit der auf den Verriegelungskolben wirkenden Druckmittelkraft, durch Wahl der wirksamen Fläche des Verriegelungskolbens und durch Einschaltung von Drossel- oder Druckbegrenzungsventilen in die P Druckmittelzuführung zum Verriegelungskolben.

ffür einen Stellzylinder mit doppelt wirkendem Stellkolben, der über zwei Druckmittelanschlüsse betätigbar ist, sieht die Erfindung eine Ausführung vor, die im Gehäuse der Verriegelungseinrichtung einen eigenen Anschluß für die Beaufschlagung des Verriegelungskolbens mit Druckmittel aufweist, der über ein Doppelrückschlagventil mit beiden Druckmittelanschlüssen des Stellzylinders in Verbindung steht. Dabei ergibt sich eine selbsttätige Entriegelung, sobald dem Stellkolben Druckmittel zu seiner Betätigung zugeführt wird, und eine selbsttätige Verriegelung in beiden Endlagen des Stellkolbens, sobald die Druckmittelzuleitungen des Stellkolbens druckentlastet werden.

Im Rahmen der Erfindung ist es schließlich auf einfache Weise möglich, den Verriegelungskolben mit einer Handbetätigung zu versehen. Diese besteht vorzugsweise aus einem Schwenkhebel, der im Gehäuse der Verriegelungseinrichtung schwenkbar gelagert ist und mit einem Ende an einem Bund oder Anschlag des Verriegelungskolbens angreift. Die Handbetätigung kann mit nur geringem konstruktiven Aufwand vorgesehen werden, da der Verriegelungskolben außerhalb des Stellzylinders angeordnet ist und deshalb nicht in einem Druckraum liegt, so daß ein mechanisches Betätigungsgestänge ohne besondere Abdichtung an die Außenseite der Verriegelungseinrichtung herausgeführt werden kann, Eine

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Handbetätigung ist in einfachster Weise auch dadurch möglich, daß der Verrisgelungskolben selbst ohne besonderes Bet-ätigungs-^v gestänge von Hand aus gegen die Kraft der Rückstellfeder zurückgezogen wird.

Die erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung eignet sich.' insbesondere für Stellzylinder, mit denen Fenster, Dachkuppeln u. dgl. betätigt werden, wobei sie nicht nur ein unbeabsichtigtes Auf- und Zuschlagen der Fenster durch Windstöße verhindert sondern auch weiterhin den Vorteil bietet, daß der Stellzylinder in der geschalteten Stellung entlüftet werden kann und nicht mit dem Netz verbunden bleiben muß. Dabei haben Schwankungen des Netzdruckes und Undichtheiten im System keinerlei ungünstigen .Einfluß auf die Betriebssicherheit und die Betriebskosten, im Gegensatz zu einer ständig unter Druck stehenden Verstelleinrichtung. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung ist jedoch keinesfalls auf dieses Gebiet beschränkt; diese kann vielmehr überall dort mit Vorteil verwendet werden, wo eine Verriegelung von durch Druckmittel betriebenen Verstelleinrichtungen gewünscht wird.

In der Zeichnung ist die .Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch einen Stellzylinder mit einer eijfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung und in

Fig. 2 jist eine vorteilhafte Verschaltung eines mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung ausgestatteten doppelt wirkenden Stellzylinders schematisch dargestellt. ι

Gemäß Sig. 1 ist ein durch ein Druckmittel betätigter Stellzylindeir 1 mit einer Verriegelungseinrichtung 2 versehen, die an eine jStirnseite des Stellzylinders 1 angebaut ist. Der ^v Stellzylindejr besteht aus einer Zylinderbuchse 3, die durch Zylinderdeckel 4 und 5 abgeschlossen ist, in welchen Anschlußbohrungen 6 und 7 für die Zu- und Abführung des Druckmittels vorgesehen sind. In der Zylinderbüchse 3 ist oin Stellkolben 8

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verschiebbar, dessen Kolbenstange 9 durch den Zylinderdeckel 5 hindurch herausgeführt und durch O-Ringe 1o abgedichtet ist.

Die Verriegelungseinrichtung 2 ist konzentrisch um die Kolbenstange 9 herum angeordnet. Sie besteht aus einem Gehäuse 11, das eine Anschlußbohrung 12 für die Zu- und Abführung des Druckmittels aufweist und in dem ein Verriegelungskolben 13 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 14 verschiebbar gelagert ist. Der Verriegelungskolben 13 ist ringförmig ausgebildet und umgibt einen rohrförmigen Portsatz 15 des Gehäuses 1. Der Fort-

W satz 15 befindet sich unmittelbar um die Kolbenstange 9 herum und weist eine Anzahl von Bohrungen 16 auf, in denen Verriegelungskugeln 17 in radialer Richtung verschiebbar gelagert sind, die mit Verriegelungsnuten 18 in der Kolbenstange 9 zusammenwirken,. Die dem rohrförmigen Fortsatz I5 zugewendete Innenfläche 19 des ringförmigen Verriegelungskolbens 13 ist zylindrisch ausgebildet und von der Außenfläche der Kolbenstange 9 in einem Abstand angeordnet, der kleiner ist als der Durchmesser der Verriegelungskugeln 17· Außerdem ist in der Innenfläche 19 eine Ringnut 2o vorgesehen, in welche die Verriegelungskugeln 17 hineingeschoben werden können.

Das Ausführungsbeispiel nach ^ig.i ist ferner mit einer Handbetätigung für den Verriegelungskolben 13 versehen. Diese besteht aus einem Schwenkhebel 21, der am Gehäuse 11 der Ver- , riegelungseinrichtung 2 um einen Bolzen 22 schwenkbar gelagert ist und mit seinem Ende 23 an einem Bund 24 des Verriegelungskolbens 13 angreift.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Verriegelungseinrichtung 2 hält der Verriegelungskolben 13 mit seiner Innenfläche 19 die Verriegelungskugeln 17 in der Verriegelungsnufc 18 ^:- der Kolbenstange 9 fest. Der Stellkolben 8 ist dadurch in dieser Stellung sicher mechanisch verriegelt. Wenn der Verriogelungskolben 13 gegen die Kraft seiner Rückstellfeder 14 in

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.1 nach links verschoben wird, gelangt die Ringnut 2o des Verr:iegelungskolbens 13 über die Verriegelungskugeln 17> so daß diee-2 aus der Verriegelungsnut 18 der Kolbenstange 9 ausrasten kör-r*^rr. In dieser Lage des Verriegelungskolbens 13 ist der Stellkolben 8 entriegelt und kann verschoben werden. Wenn in der Kolbenstange 9 mehrere Verriegelungsnuten 18 vorgesehen sind, ist eine Verriegelung des Stellkolbens 8 in entsprechend vielen Stellungen möglich. Gemäß -Fig. 1 ist eine zweite Verriegelungsnut 18 vorgesehen,die der anderen Endlage des Stellkollens 8 zugeordnet ist.

Fig. 2 zeigt eine Verschaltungsmoglichkeit des mit der Verriegelungseinrichtung 2 versehenen StellZylinders 1, bei welcher die Verriegelung und Entriegelung der Verriegelungseinrichtung 2 selbsttätig mit der Steuerung des Stellzylinders 1 erfolgt. Zur .Steuerung des schematisch dargestellten Stellzylinders 1 ist ein Steuerventil 25 vorgesehen, das an eine Druckmittelquelle 26 angeschlossen ist und von dem je eine Druckmit \·' lleitung 27 und 28 zu den Anschlußbohrungen 6 und 7 des Stc.IZylinders 1 führt. Zwischen die beiden Druckmittolleitungei. ?7 und 28 ist ein Doppelrückschlagventil 29 eingeschaltet, von dem eine Leitung 3o zur Anschlußbohrung 12 der Verriegelurr^einrichtung 2 führt.

In der in Fig. 2 dargestellten Schaltstellung sind beide Drir >mittelleitungen 27 und 28 entlüftet. Wenn nun eine der bni·. -n Druckmittelleitungen, beispielsweise die Druckmittel-Ie llung 27, durch entsprechende Betätigung des Steuerventils ?s ■;ruckbeaufschlagt wird, gelangt das Druckmittel über die An: ■ lußbohrung 7 an eine Stirnseite des Stellkolbens 8. Da diej; ir verriegelt ist, kann vorerst keine Verschiebung erfolgen. Gleichzeitig wird aber auch über das Doppelrückschlagventil und iie Leitung 3o der Verriegelungskolben 13 mit Druckmittel beaufschlagt und gegen die Kraft seiner Rückstellfeder 14 nach liTikß verschoben, so daß die Ringnut 2o über die Verriegelungs-

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kugeln I7 gelangt. In dieser Stellung können die Verriegelungskugeln 17 radial nach außen aus der Verriegelungsnut 18 herausgeschoben werden, so daß die Kolbenstange 9 entriegelt ist und · der Stellkoiben 8 nach rechts verschoben werden kann. Sobald anschließend die Druckmittelleitung 27 durch Betätigung des Steuerventils 25 wieder entlüftet wird, verschiebt die Rückstellfeder 14 den Verriegelungskolben 13 wieder nach rechts, wobei dieser mit seiner Innenfläche 19 die Verriegelungskugeln 17 in die _andere Verriegelungsnut 18 hineindrückt, die sich, dann im Bereich der Verriegelungseinrichtung 2 befindet. Somit Ψ wird der Stellkolben 8 auch in der neuen -Endlage sicher ver- _v riegelt. Wenn eine Rückverschiebung des Stellkolbens 8 in die ursprüngliche Endlage erfolgen soll und zu diesem Zweck die Druckmittelleitung 28 mit Druckmittel beaufschlagt wird, erfolgt selbsttätig wiederum die Entriegelung in der beschriebenen Weise.

Wie aus" Fig. 1 hervorgeht, kann die Verriegelungseinrichtung 2 auch durch Handbetätigung ohne Zufuhr von Druckmittel entriegelt werden. Zu diesem Zweck wird lediglich der Schwenkhebel 21 von Hand niedergedrückt, wobei sein Ende 2? den Verriegelungskolben 13 gegen die Kraft der Rückstellfeder 14 nach links verschiebt. Der Stellkolben 8 kann hierauf auch ohne Zufuhr von Druckmittel verschoben werden. Sobald der Schwenkhebel 21 losgelassen wird und eine Verriegelungsnut 18 in den Bereich der Verriegelungskugeln I7 gelangt, erfolgt durch die Kraft der Rückstellfeder 14 auch in diesem Fall eine neuerliche Verriegelung der Kolbenstange 9 und damit des Stellkolbens 8. Zur Handbetätigung kann aber auch der Bund 24 oder das Ende des Verriegelungskolbens 13 selbst, das gerändelt ausgebildet sein kann, unmittelbar von Hand aus zurückgezogen werden, wobei das Gestänge 21,22 überflüssig ist.

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Im Rahmen der Erfindung bestehen weitere Möglichkeiten zur Betätigung und Steuerung der Verriegelungseinrichtung 2. Beispielsweise kann die Zufuhr von Druckmittel zur Anschlußbohrung 12 durch ein eigenes Steuerventil gesteuert werden, was beispielsweise bei nur in einer Richtung durch ein Druckmittel und in der anderen dichtung durch eine Feder verschobenem Stellkolben θ zweckmäßig sein wird. Die Verschaltung zur Betätigung, der VerriegelungseinrtclYteüng kann auch so erfolgen, daß die
Verriegelung oder die Entriegelung erfolgt, sobald ein Mindestdruck überschritten oder unterschritten wird. Die erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung ist somit für die verschiedensten Zwecke und in den unterschiedlichsten Verschaltungskombinationen anwendbar.

Patentansprüche:

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Claims

- 1ο -

Patentansprüche ;

Pneumatischer oder hydraulischer Stellzylinder mit einer Einrichtung zur mechanischen Verriegelung seines Stellkolbens, die einen durch das den Stellzylinder betätigende Druckmittel gegen die Kraft einer Rückstellfeder in die Entriegelungsstellung verschiebbaren Verriegelungskolben besitzt, der den Eingriff von Verriegelungskugeln in .eine Ver-\ riegelungsnut steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungskolben (13) ringförmig ausgebildet und in* einem konzentrisch zur Kolbenstange (9) an eine Stirnseite deä , Stellzylinders (1) angebauten Gehäuse (11) angeordnet- ist, in dem die Verriegelungskugeln (17) zwischen der Kolbenjfc· stange (9) und dem ringförmigen Verriegelungskolben (15) *_f radial verschiebbar gelagert sind, wobei die Verriegelung*-* nut (18) in der Kolbenstange (9) vorgesehen ist·
2. Stellzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kolbenstange (9) zwei Verriegelungsnuten (18) für die Verriegelung des Stellkolbens (8) in seinen beiden Endlagen vorgesehen sind.
3. Stellzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Verriegeiungskolben (13) eine die Kolbenstange (9) konzentrisch umgehende zylindrische Innenfläche (19) besitzt, deren Abstand von der Außenfläche der Kolbenstange (9) kleiner als der Durchmesser der Verriegelungskugeln (17) ist und in der eine Ringnut (2o) zur Aufnahme der Verriegelungskugeln (17) in der entriegelten. Stellung vorgesehen ist.
4. Stellzylinder nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungskugeln (17) in Bohrungen (16) eines rohrförmigen Fortsatzes (15) des Gehäuses (11) der Verriegelungseinrichtung (2) gelagert sind, welcher Fort-

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satz zwischen der Kolbenstange (9) und dem Verriegelungskolben (13) zu diesen Bauteilen konzentrisch vorgesehen ist. Stellzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem doppelt wirkenden Stellkolben, der über zwei Druckmittelanschlüsse betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (11) der Verriegelungseinrichtung (2) ein eigener Anschluß (12) für die Beaufschlagung des Verriegelungskolbens (13) mit Druckmittel vorgesehen ist, der über ein Doppelrückschlagventil (29) mit beiden Druckmittelanschlüssen (6,7) des Stellzylinders (8) in Verbindung steht (Fig.2). Stellzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungskolben (13) mit einer Handbetätigung versehen ist, die vorzugsweise aus einem Schwenkhebel (21) besteht, der im Gehäuse (11) der Verriegelungseinrichtung (2) schwenkbar gelagert ist und mit einem Ende (23) an einem Bund (24) oder Anschlag des Ver-riegelungskolbens (13) angreift.

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