-
Die
Erfindung betrifft einen verriegelbaren Arbeitszylinder mit einem
Gehäuse,
in dem eine Spindel dreht, welcher eine Einrichtung zum Anhalten
der Drehbewegung zugeordnet ist, wobei die Spindel bzw. eine dieser
aufgesetzten Drehhülse
zumindest einen Druckraum, der mit einer Zufuhrleitung für Druckmedium
verbindbar ist, aufweist, in den ein Sperrbolzen eingreift, der
in einer Bohrung des Gehäuses
und/oder eines an das Gehäuse
angesetzten Deckels geführt
ist und an den anderenends des Druckraumes eine Leitung anschliesst.
-
Stand der Technik
-
Bei
derartigen druckmittelbetriebenen Arbeitszylindern wird durch eine
Kolbenbewegung in einem Hauptdruckraum eine Spindel um ihre Drehachse bewegt.
Dabei wird eine Kolbenstange aus dem Arbeitszylinder ausgefahren
bzw. eingefahren. Für
eine Bremsung oder Unterbrechung der Schubbewegung, bspw. zu Sicherungszwecken
im aus- oder eingefahrenen Zustand, kann die Spindel durch eine
Einrichtung zum Anhalten der Drehbewegung festgelegt werden. Ein
derartiger verriegelbarer Arbeitszylinder ist bspw. in der
DE 10 2005 015 059.4 beschrieben
und gezeigt.
-
Aufgabe
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Arbeitszylinder der o.g.
Art zu schaffen, bei dem der Sperrbolzen beschleunigt in Winkelposition
gebracht werden kann.
-
Lösung der Aufgabe
-
Zur
Lösung
der Aufgabe führt,
dass der Druckraum vor dem Sperrbolzen beim Einfahren des Sperrbolzens
leicht entleerbar ist.
-
Dies
bedeutet, dass das Druckmedium, welches an sich den Sperrbolzen
in seiner entriegelten Position hält, möglichst schnell aus dem Druckraum
beseitigt wird, damit genügend
Platz im Druckraum zum Einfahren des Sperrbolzens besteht. Für das Entleeren
gibt es verschiedene denkbare Möglichkeiten.
In einem einfachen Fall soll der Druckraum vor dem Sperrbolzen mit
der Leitung hinter dem Sperrbolzen verbindbar sein. Dass heisst,
das Druckmedium wird, sofern gewünscht,
aus dem Druckraum zu der Leitung hin abgeführt. Dabei ist es möglich, dies über ein
Spiel zu gewährleisten,
welches zwischen Sperrbolzen und der Bohrung, in welcher der Sperrbolzen
geführt
wird, eingehalten wird. Dieses Spiel muss so eingestellt sein, dass
einerseits bei der Zuführung
von Druckmedium zum Entriegeln des Sperrbolzen genügend Druck
vor dem Sperrbolzen aufgebaut werden kann, dieses Druckmedium aber
nicht gleichzeitig vollständig
durch das Spiel abwandert. Andererseits muss das Spiel so gross
sein, dass Druckmedium aus dem Druckraum, sofern dieser drucklos
gestellt wird, sehr schnell über
dieses Spiel zur Leitung hin abfliesst.
-
Damit
der Sperrbolzen dieses gewünschte
Spiel auch auf seinem gesamten Umfang gegenüber der Bohrung einhält, hat
es sich als ratsam erwiesen, den Umfang mit Vorsprüngen zu
besetzen. Anstelle von Vorsprüngen
könnten
auch beispielsweise axial verlaufende Rillen vorgesehen werden.
Der Fachmann kann auch hier die Rillentiefe oder -breite zum Einstellen
des Abflusses des Druckmediums bestimmen.
-
In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in den Sperrbolzen selbst
ein Abflusskanal eingeformt wird, der als Durchlass für das Druckmedium
dient. In diesem Abflusskanal ist dann ein Sperrmittel vorgesehen,
welches, je nach Wunsch, geöffnet
oder geschlossen werden kann.
-
In
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann ein Steuerungselement in die Zufuhrleitung für Druckmedium
eingeschaltet werden. Beispielsweise könnte dies ein Druckhalteventil
sein, über
welches ein gewünschter
Druck in dem Druckraum aufrecht erhalten wird. Soll dagegen der
Sperrbolzen in seine Riegelposition gelangen, wird dieses Druckhalteventil
umgeschaltet und Druckmedium kann über die Zuleitung abfliessen.
-
In
einem relativ aufwendigen Ausführungsbeispiel
der Erfindung könnte
die Zufuhrleitung auch mit einer Absaugeinrichtung verbunden werden.
Diese ist so ausgelegt, dass sie schnellstmöglich Druckmedium aus dem Druckraum
absaugt, wobei der Sperrbolzen diesem Absaugen folgen kann.
-
Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung könnte
eine getrennte Abfuhrleitung vorgesehen werden. Diese soll ebenfalls
so ausgelegt sein, dass sie möglichst
schnell ein Auslassen des Druckmediums herbeiführt. Zu diesem Zweck könnte die
Abfuhrleitung mit der oben erwähnten Absaugeinrichtung
verbunden werden, oder aber es ist ein Ventil oder sonstiges Funktionselement
vorgesehen, welches geöffnet
werden kann.
-
Wie
schon in der oben erwähnten
DE 10 2005 015 059.4 beschrieben,
soll der Sperrbolzen anderenends des Druckraumes mit Druck beaufschlagbar
sein. Dies könnte
bspw. durch eine Schraubenfeder erfolgen, die so ausgelegt ist,
dass sie den Sperrbolzen bei Drucklosstellung des Druckraumes möglichst
schnell in den Druckraum bewegt. Dabei sind aber dieser Feder Grenzen
gesetzt, da sie beim Entriegeln des Sperrbolzens dem Druckmedium
nicht allzu viel Widerstand entgegen setzen sollte. Deshalb kann
durch den Druck dieser Druckfeder allein nicht ein gewünschtes
möglichst
schnelles Entleeren des Druckraumes erfolgen.
-
Insbesondere
bei dem Abfluss von Druckmedium über
das oben erwähnte
Spiel zwischen Sperrbolzen und Bohrung ist es wünschenswert, dass in entriegelter
Position des Sperrbolzens möglichst
kein Druckmedium mehr aus dem Druckraum abfliesst. Zu diesem Zweck
wirkt eine Ringkante des Sperrbolzen anderenends des Druckraumes
mit einem Ringrand einer Hülse
zusammen. Die Ringkante des Sperrbolzens, die als Ringschneide ausgebildet
ist, trifft in Entriegelungsposition auf den Ringrand der Hülse, so
dass ein Durchfluss von Druckmedium in einen Innenraum der Hülse, an
welchen auch die Abflussleitung für Druckmedium anschliesst,
geschlossen wird. Damit hier eine bessere Dichtung erzielt werden
kann, ist es vorgesehen, die Ringkante des Sperrbolzens schneidenartig
auszubilden, wobei sich diese Ringschneide beim Gebrauch des Sperrbolzens
in den Ringrand der Hülse
eingräbt
und diese entstehende Ringnut der Ringschneide angepasst wird. Aus
diesem Grunde wird für
die Hülse
ein weicherer Werkstoff verwendet als für den Sperrbolzen.
-
Figurenbeschreibung
-
Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in
-
1 einen
teilweise dargestellten Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Arbeitszylinder;
-
2 einen
vergrössert
dargestellten Querschnitt durch einen Teilbereich des Arbeitszylinders
gemäss 1.
-
Gemäss
1 ist
von einem Arbeitszylinder P ein Teil eines Gehäuses
1 gezeigt, in
das eine Spindel
2 eingesetzt ist, die in dem Gehäuse
1 mit
einer angesetzten Drehhülse
3 endet.
Spindel
2 und Drehhülse
3 drehen
um eine Drehachse A. Zur näheren
Beschreibung des Arbeitszylinders wird auf die
DE 10 2005 015 059.4 verwiesen.
-
In
die Drehhülse 3 ist
ein nur gestrichelt angedeuteter Druckraum 4 eingeformt,
der mit einem Sperrbolzen 5 zusammenwirkt. Dieser Sperrbolzen 5 ist
in einer Gehäusebohrung 6 gleitbar
angeordnet und wird dort mit erheblichem Spiel geführt. Das
Spiel ist so gross, dass das Druckmedium aus dem Druckraum 4 zwischen
Sperrbolzen 5 und Bohrungsinnenwand hindurch treten kann.
Dieses Druckmedium gelangt über
eine nur gestrichelt angedeutete Zuleitung 7 in die Bohrung 6 und
von dort in den Druckraum 4. Zu diesem Zweck ist eine Spitze
des Sperrbolzens 5 kegelstumpfartig ausgebildet, wodurch
ein keilförmiger
Ringraum 8 zwischen Bohrungsinnenwand und Sperrbolzenspitze
ausgebildet ist, der sich zum Druckraum 4 hin öffnet.
-
In
den Boden des Sperrbolzens 5 ist ein Sackloch 9 eingeformt,
wie dies besser in 2 erkennbar ist. Dieses Sackloch 9 wird
von einer Ringkante 10 umfangen, die spitz nach aussen
hin verläuft,
so dass sie schneidenartig ausgebildet ist. Dieser Ringkante 10 ist
eine Ringnut 11 in einer Hülse 12 zugeordnet,
welche bevorzugt einstückig
mit einem Deckel 13 verbunden ist, der an das Gehäuse 1 angeflanscht
ist. Die Ringnut 11 braucht nicht von vorn herein in einen
Ringrand 14 der Hülse 12 eingeformt
zu sein, sie kann auch beim Gebrauch durch die schneidenartige Ringkante 10 erzeugt
werden. Zu diesem Zweck besteht bevorzugt die Hülse 12 aus einem weicheren
Werkstoff als der Sperrbolzen 5.
-
Die
Hülse 12 umschliesst
einen Raum 15, in dem eine Feder 16 angeordnet
ist, die sich zum einen gegen einen Boden des Raumes 15 und
zum anderen gegen einen Boden des Sackloches 9 abstützt. Durch diese
Feder 16 wird der Sperrbolzen 5 von der Hülse 12 weggedrückt und
in den Druckraum 4 eingeschoben.
-
An
den Raum 15 schliesst eine Leitung 17 an, über die
Druckmedium zu dem Raum 15 bzw. dem Sackloch 9 zu
bzw. aus den genannten Räumen
abgeführt
werden kann.
-
Die
Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Sind
die Leitungen 17 und Zuleitung 7 drucklos, wird
der Sperrbolzen 5 unter der Kraft der Feder 16 in
den Druckraum 4 eingedrückt,
so dass die Spindel 2 verriegelt ist und nicht um die Drehachse
A drehen kann.
-
Soll
die Spindel 2 entriegelt werden, wird Druckmedium über die
Zuleitung 7 dem Druckraum 4 zugeführt, wobei
das Druckmedium über
den Ringraum 8 in den Druckraum 4 vor die Spitze
des Sperrbolzens 5 gelangen kann. Dieses Druckmedium drückt den
Sperrbolzen 5 gegen die Kraft der Feder 16 zurück, wobei der
Druck des Druckmediums so gross ist, dass nicht genügend Druckmedium über das
Spiel zwischen Sperrbolzen 5 und Bohrung 6 in
die Leitung 17 abfliessen kann. Gegen Ende der Bewegung
des Sperrbolzens 5 sitzt die Ringkante 10 auf
dem Ringrand 14 der Hülse 12 auf
bzw. in der Ringnut 11, so dass ein Abfluss von Druckmedium
gänzlich
unterbunden ist.
-
Dabei
passt sich die Ringnut 11 im Laufe des Gebrauchs der Ringkante 10 an,
so dass eine wirksame Abdichtung entsteht. Hierdurch bleibt der
Druck in dem Druckraum 4 bzw. in dem Ringraum 8 erhalten,
auch wenn die Drehhülse 3 bzw.
Spindel 2 dreht, da dieser gesamte Raum in dem Gehäuse 1 abgedichtet
ist.
-
Soll
nun der Sperrbolzen die Spindel
2 wieder fest verriegeln,
wird die Zuleitung
7 drucklos gestellt, so dass die Kraft
der Feder
16 den vorhandenen Druck im Druckraum
4 überwinden
und der Sperrbolzen
5 in diesen Druckraum
4 einfahren
kann. Dabei drückt
er das im Druckraum
4 vorhandene Druckmedium weg, und dieses
fliesst durch das Spiel zwischen Sperrbolzen
5 und Bohrung
6 in
den Raum
15 und durch die Leitung
17 ab. Bezugszeichenliste
| 1 | Gehäuse |
| 2 | Spindel |
| 3 | Drehhülse |
| 4 | Druckraum |
| 5 | Sperrbolzen |
| 6 | Bohrung |
| 7 | Zuleitung |
| 8 | Ringraum |
| 9 | Sackloch |
| 10 | Ringkante |
| 11 | Ringnut |
| 12 | Hülse |
| 13 | Deckel |
| 14 | Ringrand |
| 15 | Raum |
| 16 | Feder |
| 17 | Leitung |
| A | Drehachse |
| P | Arbeitszylinder |