WORKING CYLINDER HAVING THREE POSITIONS

Abstract: 1. Three-position working cylinder having the following features : a) there is provided a first piston (15, 18) which is provided with an operating member (3) and is guided in sealed manner in a cylinder (14) ; b) there is provided a second piston (7), constructed in the form of an annular piston, which is guided in sealed manner with respect to the inner wall of the cylinder and with respect to an outer surface of the first piston (15, 18) ; c) there is provided a stop (19) which is fixed with respect to the housing and limits the travel of the second piston (7) ; d) in order to limit the relative movement between the first piston (15, 18) and the second pisotn (7), each of those pistons has for each direction of movement stop (11, 12) that cooperates with a corresponding further stop (8, 9, 10) on the other piston, characterized by the following features : e) one of the stops is formed by a seal (22) arranged between the two pistons (15, 18 ; 7) ; f) the associated further stop (8, 9, 10) that cooperates with the seal (22) in order to limit the relative movement of the two pistons (15, 18 ; 7) is constructed in such a manner that it can be guided over the seal (22) in the manner of a snap connection when two pistons (15, 18 ; 7) are joined together.

Description: Arbeitszylinder mit drei Stellungen Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit drei Stellungen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Arbeitszylinder ist aus der DE-OS 31 07 908 bekannt. In einem Zylinder ist ein mit einer Kolbenstange versehener erster Kolben angeordnet, welcher den Zylinder in eine kolbenstangenseitige erste Druckmittelkammer und eine bezüglich der ersten Druckmittelkammer auf der anderen Seite des Kolbens angeordnete zweite Druckmittelkammer unterteilt. Auf dem ersten Kolben ist ein als Ringkolben ausgebildeter zweiter Kolben abgedichtet verschiebbar angeordnet. Der zweite Kolben ist gegen eine die Mittelstellung fixierende Abstufung des Zylindergehäuses bewegbar. Auf dem ersten Kolben sind zwei Anschläge vorgesehen, die dadurch zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen den beiden Kolben dienen, dass der zweite Kolben zwischen ihnen relativ zum ersten Kolben bewegbar ist. Der im Endbereich des ersten Kolbens angeordnete äussere Anschlag verhindert bei einer Betätigung des ersten Kolbens mittels der Kolbenstange bei drucklosem Zylinder ein Lösen des zweiten Kolbens vom ersten Kolben. Dieser Anschlag ist wie auch der andere Anschlag als Seegerring ausgebildet. Dies bedeutet, dass bei der Montage des bekannten Arbeitszylinders erst der Ringkolben auf den ersten Kolben aufgeschoben werden muss und dass dann der Seegerring für den erwähnten Anschlag angebracht werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Arbeitszylinder der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Montage vereinfacht ist. Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Erfindung bietet insbesondere den Vorteil, dass bei der Montage des Arbeitszylinders die Verbindung der beiden Kolben durch einfaches Aufschieben des zweiten Kolbens auf den ersten Kolben erfolgt, wobei ein am zweiten Kolben angeordneter Vorsprung nach Art einer Schnappverbindung über das auf dem ersten Kolben angeordnete als Anschlag dienende Dichtelement geführt wird. Der Bauteile- und Arbeitsaufwand wird verringert, da Anschlag und Dichtelement aus einem einzigen Bauteil bestehen und es somit nicht mehr erforderlich ist, eine zusätzliche Nut zur Aufnahme eines als Anschlag dienenden Sicherungsringes in den Kolben einzuarbeiten. Es sind aus diesem Grund auch keine speziellen Werkzeuge zum Aufziehen eines Sicherungsringes mehr erforderlich. Da die beiden Kolben teleskopartig zusammenwirken und die beiden Anschläge, welche ein unbeabsichtigtes Lösen der beiden Kolben voneinander verhindern, zwischen der Mantelfläche des einen Kolbens und der der Mantelfläche zugewandten Innenwand des anderen Kolbens angeordnet sind, verringert sich die Baulänge des Zylinders. Anhand der Abbildung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Abbildung zeigt einen Arbeitszylinder mit drei Stellungen im Schnitt. In einem Zylinder 14, welcher unter Zwischenschalten eines Dichtringes 28 von einem Deckel 25 verschlossen wird, ist ein mit einer Kolbenstange 3 versehener erster Kolben 18, 15 verschiebbar angeordnet. Der erste Kolben 18, 15 unterteilt den Zylinder in eine kolbenstangenseitige erste Druckmittelkammer 2 und eine bezüglich der ersten Druckmittelkammer 2 auf der anderen Seite des Kolbens 18, 15 liegende zweite Druckmittelkammer 17. Die beiden Druckmittelkammern 2 und 17 sind über je einen Druckmittelanschluss 24 bzw. 16 und eine nicht dargestellte Ventileinrichtung be- und entlüftbar. Der erste Kolben 18, 15 weist auf seiner der zweiten Druckmittelkammer 17 zugewandten Seite eine ballig ausgebildete umlaufende Führung 15 auf. In einer Nut 13, deren Flanken einerseits von der balligen Führung 15 und andererseits von einem als Anschlag 11 dienenden umlaufenden Vorsprung des Kolbens 15, 18 gebildet werden, ist eine als Nutring 12 ausgebildete Dichtung gelagert. Der Nutring 12 dichtet die zweite Druckmittelkammer 17 gegen die erste Druckmittelkammer 2 ab. Auf dem ersten Kolben 15, 18 ist ein als Ringkolben ausgebildeter zweiter Kolben 7 relativ zum ersten Kolben 15, 18 verschiebbar angeordnet. Der zweite Kolben 7 besitzt einen sich radial nach aussen erstreckenden umlaufenden Vorsprung 6, mit welchem der zweite Kolben 7 bei einer Bewegung in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 17 zu an einem gehäusefesten Anschlag 19 zur Anlage bringbar ist. Der gehäusefeste Anschlag 19 wird von einer Abstufung des Zylinders 14 gebildet und dient zur Fixierung der beiden Kolben 15, 18, 7 in der Mittelstellung. In einer Nut 4 des zweiten Kolbens 7, deren Flanken einerseits vom Vorsprung 6 und andererseits von einem weiteren umlaufenden Vorsprung 21, welcher an der der ersten Druckmittelkammer 2 zugewandten Seite des zweiten Kolbens 7 vorgesehen ist, gebildet werden, ist eine als Nutring 5 ausgebildete Dichtung gelagert. Der Nutring 5 dichtet die erste Druckmittelkammer 2 gegen die zweite Druckmittelkammer 17 ab. Zur Abdichtung des Raumes zwischen den beiden teleskopartig zusammenwirkenden Kolben 15, 18, 7 ist eine zusätzliche als Nutring 22 ausgebildete Dichtung zwischen der Mantelfläche des ersten Kolbens 15, 18 und der Innenwand des zweiten Kolbens 7 angeordnet. Der zweite Nutring 22 ist in diesem Ausführungsbeispiel in einer in der Mantelfläche des ersten Kolbens 15, 18 vorgesehenen Nut 23 gelagert, welche in dem der ersten Druckmittelkammer 2 zugewandten Endbereich des ersten Kolbens 15, 18 vorgesehen ist. Der zweite Kolben 7 weist in seinem dem ersten Kolben 15, 18 zugewandten Endbereich einen sich radial nach innen, in Richtung auf die Mantelfläche des ersten Kolbens 15, 18 zu erstreckenden, vorzugsweise umlaufenden Vorsprung 8, 9, 10 auf. Der Vorsprung dient als Anschlag, welcher mit dem auf dem ersten Kolben 15, 18 angeordneten, vom Dichtring 22 gebildeten Anschlag zusammenwirkt. Der Anschlag 8, 9, 10 weist auf seiner dem Dichtring 22 zugewandten Seite eine steile Kante 8 und auf seiner dem Dichtring 22 abgewandten Seite eine rampenförmige Abschrägung 10 auf. Im Deckel 25 des Zylinders 14 ist eine Ausnehmung 27 vorgesehen, durch welche die Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 14 herausgeführt wird. Ein Dichtring 26, der in einer in der Wandung der Ausnehmung 27 angeordneten Nut gelagert ist und dichtend an der Kolbenstange 3 anliegt, verhindert ein Austreten von Druckmittel aus der ersten Druckmittelkammer 2 durch die Ausnehmung 27 zur Atmosphäre hin. Der Raum zwischen den beiden Kolben 15,18,7 ist über eine Atmungsbohrung 20 mit der Atmosphäre verbunden. Bei der Montage des Arbeitszylinders wird der als Ringkolben ausgebildete zweite Kolben 7 von der kolbenstangenseitigen Stirnseite des ersten Kolbens 15, 18 her auf den ersten Kolben 15, 18 aufgeschoben. Dabei wird der Nutring 22 vom Anschlag 8, 9, 10 des zweiten Kolbens 7 elastisch verformt. Hat der Anschlag 8, 9, 10 den Nutring 22 überfahren, so erlangt der Nutring 22 seine ursprüngliche Form wieder. Das Aufschieben des zweiten Kolbens 7 auf den ersten Kolben 15, 18 kann ohne die Verwendung von speziellen Werkezeugen erfolgen, da der am zweiten Kolben 7 angeordnete Anschlag 8, 9, 10 eine rampenförmige Schräge 10 aufweist, welche beim Aufschieben des zweiten Kolbens 7 auf den ersten Kolben 15, 18 den Nutring 22 materialschonend verformt. Ein Trennen der beiden Kolben 7, 15, 18 ist ohne den Einsatz von speziellen Werkzeugen nur möglich, wenn eine Beschädigung des Nutringes 22 in Kauf genommen wird, da die nach der Montage dem Nutring zugewandte Seite des Anschlages 8, 9, 10 als steile Kante 8 ausgebildet ist. Die Funktion des im Vorstehenden beschriebenen Arbeitszylinders wird nachfolgend näher erläutert. Es wird angenommen, dass der mit der Kolbenstange 3 verbundene erste Kolben 15, 18, wie in der Abbildung dargestellt, die Mittelstellung eingenommen hat. Über die Druckmittelanschlüsse 24, 16 steht in der ersten Druckmittelkammer 2 und in der zweiten Druckmittelkammer 17 Druck an. Die Drücke in den beiden Druckmittelkammern 2, 17 sind gleich. Der zweite Kolben 7 wird gegen den gehäusefesten Anschlag 19 angedrückt und bleibt in Ruhe. Der erste Kolben 15, 18 wird mit seinem Anschlag 11 gegen den zweiten Kolben 7 angedrückt. Da die Summe der vom Druck aus der ersten Druckmittelkammer 2 beaufschlagten Wirkflächen der beiden Kolben 15, 18, 7 grösser ist als die vom Druck aus der zweiten Druckmittelkammer 17 beaufschlagte entgegengerichtete Wirkfläche des ersten Kolbens 15, 18 verbleibt der mit der Kolbenstange 3 verbundene erste Kolben 15, 18 in der Mittelstellung. Soll der mit der Kolbenstange 3 verbundene erste Kolben 15, 18 in seine linke Endlage gebracht werden, so wird die erste Druckmittelkammer 2 entlüftet. Vom Druck aus der zweiten Druckmittelkammer 17 wird der erste Kolben 15, 18 nach links verschoben und nimmt mit seinem Anschlag 11 den zweiten Kolben 7 mit. Soll der erste Kolben 15, 18 in seine rechte Endlage gebracht und so die Kolbenstange3 inda?Zylinder 14 eingefahren werden, wird die zweite Druckmittelkammer 17 entlüftet und die erste Druckmittelkammer 2 wird belüftet. Sowohl der erste Kolben 15, 18 als auch der zweite Kolben 7 werden vom Druck aus der ersten Druckmittelkammer 2 in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 17 zu bewegt. Der zweite Kolben 7 kommt mit seinem Vorsprung 6 am gehäusefesten Anschlag 19 zur Anlage und der erste Kolben 15, 18 fährt weiter bis in seine rechte Endlage. Wird wieder die neutrale Mittelstellung gewünscht, so wird auch die zweite Druckmittelkammer 17 wieder mit Druckmittel beaufschlagt. Der erste Kolben 15, 18 wird vom Druckmittel aus der zweiten Druckmittelkammer 17 nach links in Richtung auf die erste Druckmittelkammer 2 zu verschoben und zwar so weit, bis er mit seinem Anschlag 11 an der ihm zugewandten Stirnseite des zweiten Kolbens 7 zur Anlage kommt. Befinden sich der erste Kolben 15, 18 und der zweite Kolben 7 in ihrer linken Endlage und der erste Kolben 15, 18 wird mittels der Kolbenstange 3 bei drucklosem Zylinder nach rechts in Richtung auf die zweite Druckmittelkammer 17 zu verschoben, so kommt der erste Kolben 15, 18 mit seinem Nutring 22 an der steilen Kante 8 des am zweiten Kolben 7 angeordneten Anschlages 8, 9, 10 zur Anlage und nimmt den zweiten Kolben 7 mit. Ein unbeabsichtigtes Trennen deribeiden Kolben 15, 18, 7 ist somit ausgeschlossen, so dass bei wieder in Betriebnahme des Arbeitszylinders die Funktion sichergestellt ist.

Claims: Patentansprüche 1. Arbeitszylinder mit drei Stellungen, welcher die fol genden Merkmale aufweist: a) es ist ein mit einem Betätigungsglied (3) versehener erster Kolben (15,18) vorgesehen, der abgedichtet im Zylinder geführt ist; b) es ist ein als Ringkolben ausgebildeter zweiter Kolben (7) vorgesehen, der gegenüber der Zylinder innenwand und einer äusseren Mantelfläche des ersten Kolbens (15,18) abgedichtet geführt ist; c) zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen dem ersten Kolben (15,18) und dem zweiten Kolben (7) weisen diese für jede Bewegungsrichtung je einen mit einem entsprechenden weiteren Anschlag des je weils anderen Kolbens zusammenwirkenden Anschlag auf; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: d) einer der Anschläge wird von einer zwischen den beiden Kolben (15,18,7) angeordneten Dichtung (22) gebildet; e) der mit der Dichtung (22) zur Begrenzung der Re lativbewegung der beiden Kolben (15,18,7) zu sammenwirkende zugeordnete weitere Anschlag (8, 9,10) ist so ausgebildet, dass er beim zusammen fügen der beiden Kolben (15,18,7) nach Art einer Schnappverbindung über die Dichtung (22) führbar ist. 2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der mit der Dichtung (22) zur Begrenzung der Relativbewegung der beiden Kolben (15,18,7) zusammen wirkende zugeordnete weitere Anschlag (8,9,10) als umlaufender Vorsprung ausgebildet ist, welcher auf seiner der Dichtung (22) zugewandten Seite eine stei le Kante (8) und auf seiner der Dichtung (22) abge wandten Seite eine rampenförmige Schräge (10) auf weist. 3. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Dichtung (22) als Nutring ausgebildet ist. 4. Arbeitszylinder nach wenigstens einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merk male: a) der von der Dichtung (22) gebildete Anschlag ist auf der Mantelfläche des ersten Kolbens (15,18) angeordnet; b) der mit der Dichtung (22) zur Begrenzung der Re lativbewegung der beiden Kolben (15,18,7) zusammen wirkende zugeordnete weitere Anschlag (8,9,10) ist an der dem ersten Kolben (15,18) zugewandten Innen wand des zweiten Kolbens (7) angeordnet. 5. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der mit der Dichtung (22) zur Begrenzung der Relativbewegung der beiden Kolben (15,18,7) zusammen wirkende zugeordnete weitere Anschlag von wenigstens einem Federelement gebildet wird. 6. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der mit der Dichtung (22) zur Begrenzung der Relativbewegung der beiden Kolben (15,18,7) zusammen wirkende zugeordnete weitere Anschlag federnd gelagert ist.

Inventors: BRINKMANN, KARLHEINZ, KLATT, ALFRED, ING.-GRAD.
Applicants: WABCO WESTINGHOUSE FAHRZEUGBREMSEN GMBH
Application year: 1984
Main classification: F15B15
IPC codes: F15B11