DE3730808A1 - Verriegelungsvorrichtung fuer hydraulische oder pneumatische arbeitszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für hydraulische oder pneumatische Arbeitszylinder mit einem Arbeitskolben, der mit um seinen Umfang angeordnete und mit diesem verbundene Lamellen versehen ist, die sich längs des Kolbens erstrecken und an ihrem freien Ende ein zylinder­ wandseitiges verdicktes Hakenteil aufweisen, das in eine Ausnehmung in der Zylinderwand einrückbar ist, und mit einem Sperrkolben, der relativ zum Arbeitskolben bewegbar ist und der über die eingerückten Hakenteile schiebbar ist und diese radial unverrückbar sperrt, wobei die Stirnfläche des Sperr­ kolbens mit einer Stirnfläche der Hakenteile aneinanderstoß­ bar ist, so daß der über die Ausnehmung gelegene Sperrkolben mittels der Hakenteile so lange verschiebbar ist, bis diese in die Ausnehmung einrücken und der Sperrkolben danach wie­ der in seiner Sperrstellung zurückkehrt.

Bei einer derartigen, aus der DE-AS 11 63 680 bekannten Ver­ riegelungsvorrichtung sind um den Kolben in Umfangsrichtung angeordnete Klinken vorgesehen, die ein verdicktes Hakenteil aufweisen. Die Klinken sind dabei um die Kolbenlängsachse verschwenkbar an der Kolbenaußenfläche gelagert. Zur Verrie­ gelung verschieben die Klinken einen Verriegelungsbolzen, dessen abgeschrägter Rand ein Verschwenken der Klinken ver­ ursacht. Diese Verschwenkung baut in einem mit der Klinke verbundenen Federelement, beispielsweise einem nachgiebigen Lagerkissen, eine Rückholkraft auf. Ein weiteres Verschieben des Verriegelungsbolzens gibt eine zylinderwandseitige Aus­ buchtung frei, in die dann die Hakenteile aufgrund der auf­ gebauten Spannkraft einrasten. Der Verriegelungsbolzen schiebt sich dann über die Klinken und sperrt diese in ra­ dialer Richtung. Diese Konstruktion ist durch die Lagerung der einzelnen Klinken äußerst aufwendig und die zusätzli­ chen, die Rückholkraft erzeugenden Federelemente, sind sehr verschleiß- und störanfällig. So ist beispielsweise die Lagerung mit nachgiebigen Kissen aufgrund Materialermüdung besonders störanfällig, so daß nicht ausgeschlossen werden kann, daß die einzelnen Klinken mit dem Verriegelungsbolzen sperren und dadurch beschädigt werden. Zum Beispiel kann durch eine Materialermüdung in nur einem der Klinkenlager bereits die Gefahr gegeben sein, daß die Verriegelungsvor­ richtung unwirksam wird. Die Hakenteile liegen lediglich längs einer auf Zug belastbaren Schulter in der Zylinderwand an. Bei Druckbelastungen kann insbesondere wegen der nach­ giebigen Lagerung der Klinken eine Verschiebung des Kolbens möglich sein.

Bei einer weiteren, aus der DE-AS 12 52 066 bekannten mecha­ nischen Verriegelungsvorrichtung ist der Arbeitszylinder mit einem Federkorb verbunden, von dessen ringförmigem Fußteil mehrere gleichmäßig um den Umfang verteilte Lamellen vor­ stehen. Die Lamellen enden dabei an ihrem dem Federkorb gegenüberliegenden freien Ende in ein verdicktes Hakenteil, wobei die von der Lamellenfläche vorstehende Verdickung in Richtung Zylinderinnenwand gerichtet ist. Die Lamellen sind in radialer Richtung vorgespannt, so daß die äußeren Umfangs­ punkte der Hakenteile im Abstand zur Zylinderinnenseite ver­ laufen. In der zu verriegelnden Endlageposition weist das Zylindergehäuse einen Bereich mit größerem Innendurchmesser auf, wobei die Schulter am Übergangsbereich vom Arbeitsraum mit geringerem Durchmesser zum Endbereich mit größerem Durchmesser als Anlagekante für das Hakenteil dient. Im End­ bereich mit größerem Durchmesser ist ein ringförmiger Sperr­ kolben vorgesehen, der einen ersten Bereich aufweist, wel­ cher dicht zwischen Arbeitskolbenbereich und Zylindergehäuse längsverschiebbar aufgenommen ist. Auf der dem Hakenteil der Lamelle zugewandten Seite ist der Sperrkolben mit einem Ring­ flansch versehen, der auf der Außenseite des Arbeitskolben­ bereichs anliegt und eine abnehmende Stärke aufweist. Hat der Arbeitskolben und der damit verbundene Federkorb eine zu verriegelnde Endlage erreicht, liegt die Anlagekante des Hakenteils gegenüber der Anlageschulter der Zylinderwand, weist aber von dieser, da ja die Lamelle radial nach innen gerichtet vorgespannt ist, einen Abstand auf. Um das Haken­ teil radial nach außen zu bewegen und gegen die Anlageschul­ ter des Zylindergehäuses zu drücken, wird der Sperrkolben auf seiner dem Ringwulst abgekehrten Seite mit einem Druck­ medium beaufschlagt und dadurch in Richtung Hakenteil der Lamelle verschoben. Dabei schiebt sich der Ringwulst zwi­ schen Kolben und Lamelle und drückt deren Hakenteil aufgrund seiner zunehmenden Stärke radial nach außen auf die Anlage­ schulter in der Zylinderwand. Damit der Arbeitskolben in seiner Endstellung zum Halten kommt, sind radiale Steuer­ stifte im Arbeitskolbenbereich vorgesehen, die an einem endseitigen Anschlag des Zylindergehäuses in der zu verrie­ gelnden Endlageposition anliegen. Um eine sichere Verriege­ lung zu gewährleisten, muß der Sperrkolben andauernd durch das Druckmedium beaufschlagt werden, da eine geringe Ver­ schiebung des Sperrkolbens bereits eine der radial nach innen vorgespannten Lamellen nach sich zieht, womit wiederum eine Bewegung der Kolbenstange verbunden ist. Da die Anlage­ schulter im Zylinderwandgehäuse abgeschrägt ist, um den Aus­ rückvorgang des Hakenteils zu erleichtern, führen schon ge­ ringste Verschiebungen des Sperrkolbens zu einer Verschie­ bung des Arbeitskolbens. Um eine dauernde Druckbeaufschla­ gung des Sperrkolbens zu gewährleisten, ist eine Ventil­ steuerkonstruktion mit zahlreichen bewegbaren Teilen von­ nöten, die konstruktiv sehr aufwendig und störanfällig ist. Beim Verriegelungsvorgang ist nicht ausgeschlossen, daß, beispielsweise durch eine zu starke radiale Vorspannung in Richtung Mitte, die Stirnseite des Ringflansches des Sperr­ kolbens sich nicht mehr zwischen Hakenteil der Lamelle und Kolbenseite schieben kann, sondern die Stirnseiten aufein­ ander stoßen und das Hakenteil nicht mehr an die Sperrkante angelegt werden kann, somit die Endlagenverriegelung ver­ sagt. Außerdem kann in einer solchen verklemmten Stellung ein Verbiegen des langgestreckten schlanken Lamellenkörpers erfolgen, wodurch die gesamte Verriegelungsvorrichtung funk­ tionsuntüchtig wird. Durch Vorsehen nur einer Anlagekante bzw. Fläche zwischen Hakenteil und Schulter des Zylinderge­ häuses ist eine mechanische Verzahnung dieser beiden Bau­ teile gegeben, die lediglich axialen Zugbelastungen in Rich­ tung Federkorbboden widersteht. Axiale Druckbelastungen in die entgegengesetzte Richtung müssen durch die Sperrstifte bzw. den Sperrkolben aufgenommen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine robuste, kon­ struktiv einfache und auf Dauer einsetzbare Verriegelungs­ vorrichtung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Haken­ teile formschlüssig in die Ausnehmung aufnehmbar sind, daß, in Richtung der sich auf die Ausnehmung zu bewegenden Lamel­ len gesehen, unmittelbar vor der Ausnehmung eine rampenar­ tige Verdickung der Zylinderwand vorgesehen ist, wodurch die Lamellen radial zusammendrückbar und spannbar sind. Durch die formschlüssige Aufnahme der Hakenteile in der Ausnehmung der Zylinderwand ist eine mechanische Verzahnung zwischen diesen beiden Teilen geschaffen, die in axialer Richtung so­ wohl Zug- als auch Druckbelastungen widersteht. Die Lamellen sind nicht vorgespannt und verlaufen über nahezu den gesam­ ten Hubbereich ohne Wechselwirkung mit der Zylinderwand­ innenseite. Durch die unmittelbar vor der Ausnehmung ange­ ordnete rampenartige Verdickung werden die Lamellen radial nach innen vorgespannt und schieben mit ihrer Stirnseite den Sperrkolben soweit in axialer Richtung, bis die Hakenteile in die Ausnehmung einrücken können. Diese radiale Einrück­ bewegung wird durch die zuvor aufgebaute Spannung unter­ stützt, so daß die Hakenteile rasch und sicher ihren form­ schlüssigen Sitz in der Ausnehmung erreichen. Danach schiebt sich der Sperrkolben in an sich bekannter Weise über die Lamellen im Hakenteil und sperrt diese in radialer Richtung. Die Anordnung der rampenartigen Verdickung führt außerdem zu dem vorteilhaften Effekt einer Bremswirkung des Arbeitskol­ bens, kurz bevor dieser seine Endlage erreicht hat. Dies wird durch die Reibungskraft zwischen den Lamellen und der rampenartigen Verdickung erreicht, verursacht durch die zu­ nehmende Rückstellkraft der ausgelenkten Lamellen. Zur Ent­ riegelung ist es lediglich notwendig, den Sperrkolben soweit zu verschieben, daß die Hakenteile aus der Ausnehmung wieder austreten können. Nach Überstreichen der rampenartigen Ver­ dickung bei der Ausrückbewegung, wobei hier ein Anlaufbrems­ effekt erzeugt wird, sind die Lamellen wieder vollkommen entspannt und treten nicht in Wechselwirkung mit den arbei­ tenden Teilen des Zylinders. Die erfindungsgemäße Verriege­ lungsvorrichtung kommt somit im wesentlichen mit drei ange­ paßten Bauteilen aus, nämlich einem Bereich der Zylinder­ wand, in dem die rampenartige Verdickung bzw. die Ausnehmung vorgesehen ist, einer entsprechenden Ausbildung des Profils des Hakenteils der Lamellen, so daß diese einerseits form­ schlüssig in die Ausnehmung passen und andererseits stirn­ seitig auf den Sperrkolben treffen. Der Sperrkolben selbst ist mit einem Druckmittel zu versehen, das dem Sperrkolben die Tendenz verleiht, sich immer über die Ausnehmung zu schieben. Zur Entriegelung muß lediglich vorgesehen sein, den Sperrkolben aus dieser Stellung so zu verschieben, daß die Hakenelemente wieder aus der Ausnehmung ausrasten kön­ nen. Diese konstruktiv äußerst einfache und robuste Verrie­ gelungsvorrichtung gewährleistet ein auf Dauer störungs­ freies Arbeiten.

Konstruktiv besonders einfach ist dies dadurch verwirklicht, daß die Ausnehmung durch eine Ringnut gebildet wird.

Zweckmäßigerweise weist die Ringnut ein im Schnitt V-förmi­ ges Profil auf.

Eine besonders robuste und einfach herstellbare Verriege­ lungsvorrichtung ist dadurch geschaffen, daß eine einstücki­ ge Verriegelungsbüchse vorgesehen ist, die mit dem Arbeits­ kolben verbindbar ist. Die einstückige Ausbildung ermöglicht beispielsweise die Herstellung aus einem einzigen Rohrab­ schnitt, wobei die Lamellen ausgefräst bzw. ausgeschnitten werden. Die Lamellen stehen dabei von einem bodenseitigen Ring hoch, der durch einfache Kopplungsmittel, beispiels­ weise durch ein Gewinde, mit dem Arbeitskolben verbindbar ist.

Konstruktiv besonders einfach ist ein mit dem Arbeitszylin­ der verbindbares Zwischenstück vorgesehen, an dessen Innen­ seite die Ausnehmung vorgesehen ist und in der der Sperrkol­ ben angeordnet ist. Diese einfach zu bearbeitenden Bauteile können auch nachträglich an einen Arbeitszylinder endseitig angesetzt werden, so daß auch bereits vorhandene Arbeits­ zylinder umrüstbar sind bzw. in eine Produktionsreihe ein­ fach aufnehmbar sind, ohne bereits vorhandene Arbeitszylinder/ Arbeitskolben aufwendig verändern zu müssen. Die erfindungs­ gemäße Verriegelungsvorrichtung kommt ja, wie bereits er­ wähnt, mit den drei wesentlichen Bauteilen Verriegelungs­ büchse, entsprechend ausgestaltete Zylinderwand und Sperr­ kolben, aus.

Konstruktiv besonders einfach wird dies dadurch verwirk­ licht, daß der Sperrkolben gegen die Kraft einer vorgespann­ ten Feder verschiebbar ist. Diese konstruktiv besonders ein­ fache Ausgestaltung sieht auf der den Lamellen abgewandten Seite des Sperrkolbens eine zwischen dieser Seite und einem Widerlager eingespannte und vorgespannte Feder vor, die den Sperrkolben jeweils bis über die Ausnehmung schiebt.

Zweckmäßigerweise kann der Sperrkolben auch gegen ein Druck­ medium verstellbar sein.

Vorteilhafterweise ist die Stirnfläche des Hakenteils abge­ schrägt. Wird der Sperrkolben durch die abgeschrägte Stirn­ seite so weit verschoben, daß die Hakenteile in die Ausneh­ mung einrücken können, ist ein sanftes Entlanggleiten der beiden Stirnseiten bei der Einrückbewegung möglich.

Besonders vorteilhaft wird dies dadurch erreicht, daß die Stirnfläche des Sperrkolbens entsprechend der Stirnfläche des Hakenteils abgeschrägt ist, so daß diese in etwa paral­ lel verlaufen.

Besonders günstig und unter Ausschluß von Verklemmungsmög­ lichkeiten ist die Gleitbewegung einerseits zwischen Haken­ teil und Zylinderwandinnenseite und andererseits zwischen Hakenteil und Sperrkolben dadurch, daß jede Lamelle ein im Schnitt dachförmiges Hakenteil aufweist, dessen Stirnseite derart abgeschrägt ist, daß die Schräge einen etwas ver­ schiedenen Neigungswinkel α gegenüber dem Winkel β , den die sich erhebenden Dachfläche, in Längsrichtung vom Lamellen­ boden aus gesehen, aufweist.

Ein besonders gleichwährendes Gleiten der Hakenteile ohne plötzliches oder ruckartiges Zusammentreffen mit der Zylin­ derwand ist dadurch gegeben, daß der Lamellenkörper derart im Abstand zur Zylinderinnenseite und zur Kolbenaußenseite verläuft, daß der äußerste Umfang der Hakenteile längs der Zylinderwand gleitet.

Eine besonders materialschonende und damit die Lebensdauer der Verriegelungsvorrichtung erhöhende Anordnung ist dadurch gegeben, daß die Höhe der rampenartigen Verdickung in radia­ ler Richtung der Einschnittiefe der Ausnehmung entspricht, so daß der Boden der Ausnehmung in einer Fluchtlinie mit der Zylinderwand vor der rampenartigen Verdickung liegt. Die Lamellen sind somit nach Einrücken in die Ausnehmung wieder vollkommen entspannt, so daß im Material im Haltezustand keinerlei Spannkräfte mit inneren Rückstellkräften vorhanden sind.

Zweckmäßigerweise ist dabei für jede Endlage des Arbeits­ zylinders eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen.

Die Erfindung wird anhand der belliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Arbeitszylinders mit zwei erfindungsgemäßen Verriegelungs­ vorrichtungen,

Fig. 2a bis 2d einen detaillierten Ausschnitt einer erfin­ dungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in verschiedenen Positionen während eines Ver­ riegelungsvorgangs, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvor­ richtung mit einem Teil der umfänglichen Lamellen.

Ein in Fig. 1 gezeigter Arbeitszylinder 10 weist ein mehr­ teiliges Zylindergehäuse 11 auf, das einen geschlossenen Zylinderboden 12, ein erstes Zwischenstück 13, ein Zylinder­ rohr 14, ein zweites Zwischenstück 15 und einen Zylinderkopf 16 aufweist. Die zuvor genannten Teile des Zylindergehäuses 11 sind in der genannten Reihenfolge untereinander über Schraubverbindungen verbunden. Das Zylinderrohr 14 ist dabei nicht in seiner gesamten Länge dargestellt, da diese Länge je nach Hub des Arbeitszylinders variieren kann, ohne daß dabei die weiteren Bauteile verändert werden müssen. Im Zylinderboden 12, der mit dem ersten Zwischenstück 13 dicht verschraubt ist, ist ein in axialer Richtung bewegbarer erster Sperrkolben 17 angeordnet, dessen dem Zylinderboden 12 zugewandte Seite eine bewegliche Abschlußwand eines zylin­ derbodenseitigen ersten Kolbenraums 18 darstellt. Auf der gegenüberliegenden Seite bildet der erste Sperrkolben 17 eine bewegbare Abschlußwand eines zweiten Kolbenraums 19.

Im ersten Kolbenraum 18 sind mehrere Druckfedern 20 angeord­ net, die den ersten Sperrkolben 17 in Richtung des zweiten Kolbenraums 19 drücken. Der zweite Kolbenraum 19 wird durch eine Dichtung 21 vom ersten Kolbenraum 18 getrennt.

Im Zylinderrohr 14 ist ein Arbeitskolben 22 aufgenommen, der an seinem dem ersten Sperrkolben 17 zugewandten Ende mit einer ersten Verriegelungsbüchse 23 versehen ist.

Die erste Verriegelungsbüchse 23 weist dabei ein ringförmi­ ges Bodenteil 24 auf, das mit einem mittigen Zapfen 28 der Kolbenstange 27, der durch den Arbeitskolben 22 reicht, ver­ schraubt ist. Vom ringförmigen Bodenteil 24 stehen acht Lamellen 25 ab, die in einem verdickten Hakenteil 26 enden.

Der Arbeitskolben 22 ist gegenüberliegend der ersten Verrie­ gelungsbüchse 23 mit einer Kolbenstange 27 verbunden, die stirnseitig den Zylinderkopf 16 durchdringt.

Die Kolbenstange 27 ist über einen Zapfen 28 mit dem Arbeits­ kolben 22 verbunden. Zwischen Kolbenstange 27 und Arbeits­ kolben 22 ist ein ringförmiges Bodenteil 29 einer zweiten Verriegelungsbüchse 30 angeordnet, das auf den Zapfen 28 aufgeschoben ist und zwischen Kolbenstange 27 und Arbeits­ kolben 22 geklemmt ist. Der Zapfen 28, der durch den Arbeits­ kolben 22 hindurchragt, ist über die zuvor erwähnte Schraub­ verbindung der ersten Verriegelungsbüchse 23 verbunden, so daß diese Schraubverbindung den Zusammenbau aus Arbeitskol­ ben,erster und zweiter Verriegelungsbüchse 23, 30 und Kol­ benstange 27 hält.

Auf der Kolbenstange 27 ist ein zweiter Sperrkolben 31 auf­ geschoben, der als Ringkolben ausgebildet ist und längs der Kolbenstange 27 bewegbar ist. Der zweite Sperrkolben 31 dichtet dabei über eine Dichtung 32 einen dritten Kolbenraum 33 ab, in dem die in Richtung zweitem Sperrkolben 31 vom ringförmigen Bodenteil 29 abstehenden Lamellen 35 der zwei­ ten Verriegelungsbüchse 30 aufgenommen sind. Der dritte Kol­ benraum 33 ist arbeitskolbenseitig über Dichtungen 36 abge­ dichtet.

Der zweite Sperrkolben 31 stellt auf der der Stirnseite 37 des Zylinderkopfes 16 zugewandten Seite einen bewegbaren Ab­ schluß eines vierten Kolbenraumes 38 dar. Im vierten Kolben­ raum 38 sind mehrere Druckfedern 34 angeordnet, die den zweiten Sperrkolben 31 in Richtung des dritten Kolbenraums 33 drücken. Die Bewegung des zweiten Sperrkolbens 31 in Rich­ tung dritter Kolbenraum 33 ist durch einen Anschlag 39 im zweiten Zwischenstück 15 begrenzt.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung liegt der zweite Sperr­ kolben 31 über eine ringförmige Stirnfläche am Anschlag 39 an. Der zweite Sperrkolben 31 ist mit einem ringförmigen Verlängerungsstück 40 versehen, das in Richtung dritter Kolbenraum 33 über den Anschlag 39 hinausreicht und zwischen Kolbenstange 27 und Innenseite des zweiten Zwischenstücks 15 aufgenommen ist. Das ringförmige Verlängerungsstück 40 über­ deckt dabei eine Ausnehmung 41 in der Wand des zweiten Zwi­ schenstücks 15. Die Ausnehmung 41 ist dabei als Ringnut 45 mit etwa V-förmigem Profil ausgebildet.

Der erste Sperrkolben 17 am zylinderbodenseitigen Ende des Arbeitszylinders 10 ist als Massivkolben ausgebildet und mit einem entsprechenden zapfenförmigen Verlängerungsstück 43 versehen, das eine Ausnehmung 44 in der Innenwand des ersten Zwischenstücks 13 überdeckt, wobei die Ausnehmung 44 eben­ falls als V-förmige Ringnut 42 ausgebildet ist. Der erste Sperrkolben 17 wird dabei über Druckfedern 20 in Richtung zweiter Kolbenraum 19 gedrückt und liegt in der in Fig. 1 gezeigten Darstellung an einem Anschlag 46 in der Innenwand des ersten Zwischenstücks 13 an.

Der zweite Kolbenraum 19 ist über einen Anschluß 47 mit einem Druckmedium beaufschlagbar. Der dritte Kolbenraum 33 ist über einen Anschluß 48 ebenfalls mit einem Druckmedium beaufschlagbar.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung ist der Arbeitszylinder 10 über die zweite Verriegelungsbüchse 30 und den zweiten Sperrkolben 31 in einer Endlage verriegelt. Dabei sind Haken­ teile 49 der Lamellen 35 in der Ringnut 45 des zweiten Zwi­ schenstücks 15 formschlüssig aufgenommen. Das ringförmige Verlängerungsstück 40 des zweiten Sperrkolbens 31 ist über die Hakenteile 49 geschoben und sperrt diese vor radialen Ausrückbewegungen.

Der Arbeitskolben 22 liegt dabei an einem Anschlag 50 im Zylinderrohr 11 an, der dessen Bewegung in Richtung Zylinder­ kopf 16 begrenzt. Ein entsprechender Anschlag 50′ begrenzt die Bewegung des Arbeitskolbens 22 in die entgegengesetzte Richtung.

In den Fig. 2a bis 2d ist schrittweise der Ablauf des Verriegelungsvorgangs der zweiten Verriegelungsbüchse 30 gezeigt, wobei Fig. 2d der in Fig. 1 gezeigten verriegelten Stellung entspricht.

Die Innenseite des zweiten Zwischenstücks 15 ist, wie zuvor erwähnt, mit einer Ringnut 45 versehen, die ein V-förmiges Profil aufweist.

Der ringförmige dritte Kolbenraum 33 wird auf der linken Seite von dem Arbeitskolben 22 auf der rechten Seite durch den zweiten Sperrkolben 31 begrenzt und in radialer Richtung durch die Innenseite des Zwischenstücks 15 bzw. die Außen­ seite der Kolbenstange 27. Auf den Zapfen 28 der Kolbenstange 27 ist das ringförmige Bodenteil 29 der zweiten Verriegelungs­ büchse 30 geschoben und, wie zuvor beschrieben, geklemmt. Vom Bodenteil 29 stehen Lamellen 35 ab, deren Lamellenkörper 51 im Abstand und parallel zur Innenseite des ersten Zwischen­ stücks 15 bzw. zur Außenseite der Kolbenstange 27 verlaufen. Die Hakenteile 49 der Lamellen 35 weisen eine im Schnitt ge­ sehen, dachförmige Verdickung 52 auf, die sich von der der Innenseite des zweiten Zwischenstücks 15 zugewandten Lamellen­ körperfläche erhebt. Die dachförmige Verdickung 52 ist dabei so ausgebildet, daß sie exakt formschlüssig in die Ringnut 45 paßt.

Von Richtung Lamellenbodenteil 29 auf die Ringnut 45 gesehen, ist unmittelbar vor der Ringnut 45 eine rampenförmige Ver­ dickung 53 der Innenseite des zweiten Zwischenstücks 15 vor­ gesehen.

Die rampenförmige Verdickung 53 weist eine geradlinig ver­ laufende Rampe 54 auf, die in einen geraden, parallel zur Kolbenstangenoberfläche verlaufenden Bereich 55 übergeht, an den sich die geneigten Flächen der Ringnut 45 anschließen. Die Einschnittiefe der Ringnut 45 ist dabei derart, daß deren Boden in Fluchtlinie 56 mit der Innenseite des zweiten Zwischenstücks 15 liegt.

Der zweite Sperrkolben 31 liegt am Anschlag 39 an der Innen­ seite des zweiten Zwischenstücks 15 an und sein ringförmiges Verlängerungsstück 40 reicht über die Ringnut 45 und den ge­ raden Bereich 45 der rampenförmigen Verdickung 53.

Das ringförmige Verlängerungsstück 40 ist an seiner den Lamellen 35 zugewandten Stirnseite mit einer Schräge 57 ver­ sehen, deren Neigungswinkel α in etwa gleich dem einer Schräge 58 an der dem zweiten Sperrkolben 31 zugewandten Stirnseite des Hakenteils 49 ist. Die Schräge 58 des Haken­ teils 49 ist auf der der Kolbenstange 27 zugewandten Seite vorgesehen und hebt sich von der dieser Seite zugewandten Lamellenkörperoberfläche ab. Der Neigungswinkel β einer sich vom Lamellenkörper 51 aus erhebenden ersten Dachfläche 59 des Hakenteils 49 ist verschieden vom Neigungswinkel α und in der in Fig. 2a-d gezeigten Ausführung geringfügig größer als der Winkel α , so daß sich die gedachten Ver­ längerungslinien der Schräge 58 bzw. der Dachfläche 59 in einem in Richtung der Mittellängsachse der Kolbenstange 27 gelegenenen Punkt 60 schneiden.

In der in Fig. 2a gezeigten Stellung verläuft der Lamellen­ körper 51 parallel und die Lamelle 35 liegt an ihrem äußer­ sten Umfangspunkt des verdickten Hakenteils 49 mit dachför­ migem Profil an der Innenseite des zweiten Zwischenstücks 15 an. Bei Bewegung der Kolbenstange 27 in Richtung des zweiten Sperrkolbens 31 gleitet somit das Hakenteil 49 längs dieser Oberfläche.

Bei weiterem Verschieben der Kolbenstange 27 nach rechts trifft das Hakenteil 49 auf die Rampe 54 und die Lamelle 35 wird in Richtung Kolbenstange 27 gebogen (vgl. Fig. 2b) und dadurch vorgespannt.

Bei weiterem Vorschub trifft die Schräge 58 des Hakenteils 49 auf die Schräge 57 des zweiten Sperrkolbens 31 und ver­ schiebt diesen bei weiterem Vorschub nach rechts, so daß dieser vom Anschlag 39 wegrückt (vgl. Fig. 2b). Bei weiterem Vorschieben rückt das Hakenteil 49 in die Ringnut 45 ein und der zweite Sperrkolben 31 schiebt sich aufgrund der Federn 34 (siehe Fig. 1) über das in die Nut 45 eingedrückte Haken­ teil 49 (vgl. Fig. 2d).

Dadurch, daß die Dachfläche 59 des Hakenteils 49 einen ande­ ren Neigungswinkel β als die Schräge 58 (α) aufweist, wird eine Eigenhemmung des zwischen der Innenseite des zweiten Zwischenstücks 15 und dem ringförmigen Verlängerungsstück 40 des zweiten Sperrkolbens 31 befindlichen Hakenteils 49 ver­ mieden. Es ist somit ausgeschlossen, daß eine Funktionsstö­ rung der Verriegelungsvorrichtung durch Verklemmen der sich bewegenden Teile beim Verriegelungsvorgang auftritt.

Zum Entriegeln der in Fig. 2d bzw. Fig. 1 gezeigten Verrie­ gelung über die zweite Verriegelungsbüchse 30 bzw. den zwei­ ten Sperrkolben 31 wird der dritte Kolbenraum 33 über den Anschluß 48 mit Druckmedium beaufschlagt. Das einströmende Medium übt gleichzeitig eine Druckkraft auf den dritten Kol­ benraum 33 in Richtung des zweiten Kolbenraums 19 und auf den zweiten Sperrkolben 31 in Richtung vierter Kolben­ raum 38 aus. Wird diese Druckkraft auf den zweiten Sperr­ kolben 31 größer als die von den Hakenteilen 49 wirkende Reibungskraft und die Kraft der Federn 34, so bewegt sich der zweite Sperrkolben 31 nach rechts und gibt die Haken­ teile 49 zum Ausrücken aus der Ringnut 45 frei. Die Kolben­ stange 27 mit den dabei befestigten Bauteilen bewegt sich nach links, bis sie ihre andere Endlage erreicht hat. Dabei gleiten dann, wie zuvor in Zusammenhang mit Fig. 2a bis 2d beschrieben, die Hakenteile 26 der Lamellen 25 der ersten Verriegelungsbuchse 23 längs der Innenfläche des ersten Zwi­ schenstücks 13, bis sie auf die rampenförmige Verdickung 53 treffen. Die Stirnseiten der Hakenteile 26, die gleicher­ maßen, wie in Zusammenhang mit Fig. 2a bis 2d beschrieben, abgeschrägt sind, schieben den ersten Sperrkolben 17 nach links, bis sie in die Ringnut 45 einrücken und sich an­ schließend der erste Sperrkolben 17 darüberschiebt.

In dieser Stellung ist der Arbeitszylinder 10 in seiner zweiten Endlageposition verriegelt.

Zum Entriegeln aus dieser Stellung wird der zweite Kolben­ raum 19 über den Anschluß 47 mit Druckmedium beaufschlagt, wodurch dann der erste Sperrkolben 17 wieder nach links ver­ schoben wird, die Hakenteile 26 der Lamellen 25 aus der Ringnut 45 wieder ausrasten und eine Bewegung der Kolben­ stange 27 nach rechts in Richtung der anderen Endlageposi­ tion wieder ermöglicht ist.

Zur Steuerung des Ent- bzw. Verriegelungsvorgangs sind somit keine zusätzlichen Anschlüsse oder Ventile notwendig, son­ dern werden über die Anschlüsse 47, 48, die den Arbeitskol­ ben 22 wechselseitig mit Druckmedium beaufschlagen, ge­ steuert.

Der Werkstoff der Zwischenstücke 13 bzw. 15 ist hochfester Stahl, dessen Oberfläche zusätzlich verschleißarm gemacht wurde. Dadurch ist eine exakte Führung der Hakenteile der Lamellen beim Ver- bzw. Entriegelungsvorgang gewährleistet, die einen dauerhaften Einsatz erlauben.

Wie bereits zuvor erwähnt, führt die Auslenkung der Lamellen nach Auftreffen auf die Rampe 54 zu einem kraftverzehrenden Verbiegen der Lamellen, so daß dem Druckmedium eine erhöhte Widerstandskraft entgegengesetzt wird. Dies führt gleichzei­ tig dazu, daß unmittelbar vor Erreichen der Endlage eine Dämpfung erfolgt.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zusätz­ lich eine einstellbare Drosselschraube 65 vorgesehen, die die Bohrung 66 bzw. 67 verschließt und derart regulierbar ist, daß die Geschwindigkeit der Kolbenstange 27 kurz vor Erreichen der Endlage je nach eingestelltem Mediumdurchfluß variiert werden kann.

In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Verriegelungsvorrichtungen für jede Endlage der Kolbenstange 27 vorgesehen.

Es ist selbstverständlich auch möglich, nur eine Verriege­ lungsvorrichtung vorzusehen und nur in einer Endlage zu ver­ riegeln.

Im in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wurde der erste 17 und zweite Sperrkolben 31 über Druckfedern 20 bzw. 34 beaufschlagt. In weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungs­ beispielen erfolgt diese Druckbeaufschlagung über ein Druck­ medium.

Die Verriegelungsbüchsen 23 bzw. 30 (vgl. Fig. 3) sind ein­ stückig gefertigt. Der Werkstoff ist dabei ein hoch bean­ spruchbarer Stahl, der neben einer sehr hohen Festigkeit auch eine gute Elastizität aufweist. In der in Fig. 3 dar­ gestellten zweiten Verriegelungsbüchse 30 sind nur drei der acht um den Umfang verteilten Lamellen 35 gezeigt. Der ring­ förmige Bodenteil 29 dient dabei zur Befestigung mit der Kolbenstange 27. Die Lamellenkörper 51 weisen dabei zylin­ derwandabschnittartige Form auf und verlaufen geradlinig und parallel zueinander. Die Lamellenkörper 51 sind ausreichend stabil, um Druckkräfte beim Auftreffen der Schräge 58 der Hakenteile 49 auf die Schräge 57 der Verriegelungskolben aufzunehmen. Gleichzeitig sind sie auch in der Lage, Druck­ und Zugkräfte aufzunehmen, wie sie bei in die Ringnut 45 eingerasteten Hakenteilen 49 auftreten. Durch eine entspre­ chend starke Ausbildung der Dicke der Lamellenkörper 51 wird bei Auftreffen der Hakenteile 49 auf die Rampe 54 ein ver­ stärkter Bremseffekt erreicht, so daß beispielsweise ohne die zuvor erwähnte Drosselschraube 65 ausgekommen werden kann. Das Verbiegen der Lamellen 35 führt zu einer radial nach außen gerichteten Vorspannung der Lamellen, die aus­ reichend ist, die Hakenteile 49 in die Nut 45 einzudrücken. In der eingerückten Verriegelungslage sind dann die Lamellen wieder vollkommen entspannt, so daß in diesem Zustand keine Biegemomente in radialer Richtung auf die Lamellen wirken.

Claims (13)

1. Verriegelungsvorrichtung für hydraulische oder pneuma­ tische Arbeitszylinder mit einem Arbeitskolben, der mit um seinen Umfang angeordnete und mit diesem verbundene Lamellen versehen ist, die sich längs des Kolbens er­ strecken und an ihrem freien Ende ein zylinderwandsei­ tig verdicktes Hakenteil aufweisen, das in eine Ausneh­ mung in der Zylinderwand einrückbar ist, und mit einem Sperrkolben, der relativ zum Arbeitskolben bewegbar ist und der über die eingerückten Hakenteile schiebbar ist und diese radial unverrückbar sperrt, wobei die Stirn­ fläche des Sperrkolbens mit einer Stirnfläche der Haken­ teile aneinander stoßbar ist, so daß der über der Aus­ nehmung gelegene Sperrkolben mittels der Hakenteile so lange verschiebbar ist, bis diese in die Ausnehmung einrücken, und der Sperrkolben danach wieder in seine Sperrstellung zurückkehrt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hakenteile (26, 49) form­ schlüssig in die Ausnehmung (41, 44) aufnehmbar sind, daß in Richtung der sich auf die Ausnehmung (41, 44) zu bewegenden Lamellen (25, 35) gesehen, unmittelbar vor der Ausnehmung (41, 44) eine rampenartige Verdickung (53) der Zylinderwand vorgesehen ist, wodurch die Lamel­ len (25, 35) radial zusammendrückbar und spannbar sind.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (41, 44) durch eine Ringnut (42, 45) gebildet wird.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (41, 44) ein V-förmiges Profil aufweist.

4. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine einstückige Verriegelungsbüchse (23, 30) vor­ gesehen ist, die mit dem Arbeitskolben (22) verbindbar ist und mit den Lamellen (25, 35) versehen ist.

5. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem Arbeitszylinderrohr (14) verbindbares Zwischenstück (13, 15) vorgesehen ist, an dessen Innen­ seite die Ausnehmung (41, 44) vorgesehen ist, und in der der Sperrkolben (17, 31) angeordnet ist.

6. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkolben (17, 31) gegen die Kraft einer vor­ gespannten Feder bzw. Federn (20, 34) verschiebbar ist.

7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkolben (17, 31) gegen die Kraft eines Druckmediums verstellbar ist.

8. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Hakenteils (26, 49) abgeschrägt (58) ist.

9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Sperrkolbens (17, 31) entspre­ chend den Stirnflächen der Hakenteile (46, 49) abge­ schrägt (57) ist, so daß diese in etwa parallel ver­ laufen.

10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lamelle ein im Schnitt etwa dachförmiges Haken­ teil (26, 49) aufweist, dessen Stirnseite derart abge­ schrägt (58) ist, daß die Schräge (58) einen etwas ver­ schiedenen Neigungswinkel α gegenüber dem Winkel β, den die sich erhebende Dachfläche (59), in Längsrich­ tung vom Lamellenboden aus gesehen, aufweist.

11. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Lamellenkörper (51) im Abstand zur Zylinderwand­ innenseite und zur Kolbenstangenaußenseite verläuft und daß der äußerste Umfangspunkt der Hakenteile (26, 29) längs der Zylinderinnenwandseite gleitet.

12. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der rampenartigen Verdickung (53) in radia­ ler Richtung der Einschnittiefe der Ausnehmung (41, 44) entspricht, so daß der Boden der Ausnehmung (41, 44) in einer Fluchtlinie (56) mit der Zylinderwandfläche vor der rampenartigen Verdickung (53) liegt.

13. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Endlage des Arbeitszylinders (10) eine Ver­ riegelungsvorrichtung vorgesehen ist.