FLUID PRESSURE-OPERATED LOCKING CYLINDER FOR CONTROLLING COVER PLATES, ESPECIALLY AERATING BLINDS

Abstract: 1. Pressure-means-operated, double-acting locking cylinder (1) for controlling at least one cover means, in particular ventilation shutters, with - two pressure means connections (47, 48) arranged on one end of the locking cylinder (1), - one working piston (3), able to be acted upon on both sides, displaceable between two end positions and - a device containing two axially spaced ball locking mechanisms (balls 12, 12' and 13, 13') for mechanically locking the working piston (3) in both its end positions and for release of the working piston (3) and its subsequent displacement from one of its end positions to the other or vice versa under the control of pressure means , whereby - both end positions of the working piston (3) are determined by mountings (4, 5) fixed to the cylinder housing and corresponding to the ball locking mechanisms (balls 12, 12'and 13, 13'), - and a central control rod (14) is provided passing through the working piston (3) in a displaceable manner, movable by a control piston (21) between two endpoints, on which rod inner locking rings (28, 29) are arranged in a displaceable manner opposite the mountings, which rings have radially bearing areas (37, 38) on the ball side, so that each locks one set of balls (12, 12' and 13, 13') of a ball locking mechanism distributed uniformly over the periphery in one end position of the working piston (3), the inner locking rings (28, 29) being oppositely spring-loaded (springs 40, 41) toward one another and pressed toward shoulders (32, 33) arranged on the control rod (14), characterized in that - on each side of the working piston (3) there is arranged a ball locking mechanism the balls of which (12, 12' and 13, 13') are held on the working piston (3), - the mountings are constructed as outer flanged rings (4, 5) which for locking the balls (12, 12'or 13, 13') of each ball locking mechanism in one end position of the worcking piston (3) have radially outer areas (35, 36) on the ball side, - the shoulders (32, 33) of the control rod (14) are arranged between both inner locking rings (28, 29), - the control rod (14) is guided, in a sealed and displaceable manner, in the working piston (3), and - one pressure means connection (47) is connected to the working cylinder chamber (24) on the far side of the pressure means connections (47, 48) and one side of the working piston (3) trough the control rod (14), which is hollow, and the other pressure means connection (48) is connected in known manner to the other working cylinder chamber (25) on the other side of the working piston (3).

Description: Druckmittelbetätigter Rastierungszylinder zur Betätigung von Abdeckorganen, insbesondere Be- und Ent lüftungsjalousien Die Erfindung bezieht sich auf einen drckmittelbetätigten Rastierungszylinder gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Es sind Rastierungszy]inder der vorstehenden Art bekannt, die jedoch den Nachteil haben, dass die Kolben in den verriegelten Endlagen nur begrenzte Kräfte aufnehmen können. Das liegt vor allem daran, dass die Verriegelung durch Reibungskräfte bewirkt wird, die für bestimmte Anwendungsfälle nicht hoch genug ist. Aufgabe der Erfindung ist es einen konstruktiv weitgehend einfach aufgebauten und kostenmässig besonders günstig herstellbaren Zylinder der eingangs genannten Art anzugeben, der in den verriegelten Endlagen des Kolbens besonders hohe Kräfte sicher aufzunehmen vermag. Dabei soll die Verriegelung durch ein Steuerorgan oder vorzugsweise im drucklosen Zustand auch von Hand gelöst werden können. Die Luftzuführung zu dem doppelt beaufschlagbaren Zylinder soll zusammen mit der Handentriegelung an einem Zylinderende angeordnet werden können. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche oder der nachstehenden Beschreibung. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben und erläutert, das in einer zugehörigen Zeichnung schematisch dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen Rastierungszylinder 1 mit einem Zylindergehäuse 2, in dem ein Arbeitskolben 3 zwischen zwei Flanschringen 4 und 5 verschieblich ist. An dem Arbeitszylinder 3 greift eine Kolbenstange 6 an, die durch das rechte eine Ende 7 des Zylindergehäuses 2 druckdicht verschieblich hindurchgeführt ist. Am Arbeitskolben 3 ist beidseitig je ein Ringansatz 8 und 9 vorgesehen, die mit dem Arbeitskolben einstückig sind. Beide Ringansätze 8 weisen jeweils über ihrem Umfang gleichmässig verteilt z.B. drei radiale Bohrungen auf, von denen in der Schnittzeichnung jeweils zwei Bohrungen 10, 10' bzw. 11, 11' geschnitten sind. Der Längsschnitt durch den Rastierungszylinder l wird von zwei sich in der Längsachse schneidenden Schnittebenen gebildet, die einen Winkel von 120 Grad bilden. In den Bohrungen befinden sich Kugeln, von denen die Kugeln 12, 12' bzw. 13, 13' dargestellt sind. Es ist klar, dass zu einem Kugelgesperre in einem Ringansatz 8 bzw. 9 des Kolbens 3 jeweils drei Kugeln gehören, die mit geringem Spiel in die Bohrung der Ringansätze eingreifen. Durch den Arbeitskolben 3 ist druckdicht eine hohle Steuerstange 14 geführt. Hierzu besitzt der als Ringkolben ausgebildete Arbeitskolben 3 zwei Innendichtungen 15, 16, die am Umfang der Steuerstange 14 unter Vorspannung dichtend anliegen. Die Steuerstange 14 ist mit ihrem einen Ende durch das linke andere Ende 17 des Zylindergehäuses 1 durckdicht verschieblich geführt. Hierzu befindet sich im linken Gehäuseboden bzw. Gehäusedeckel eine Nut 18 zur Aufnahme eines Dichtungsringes 19, der unter Vorspannung dichtend an der Oberfläche der Steuerstange 14 anliegt. An der durch das Gehäuseende 17 hindurchgeführten Steuerstange 14 greift ein Handgriff 20 fest an, mit dem die Steuerstange von Hand verschieblich ist. Die Steuerstange 14 ist in fester Verbindung mit einem Steuerkolben 21, der einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Arbeitskolben 3 aufweist. Der Steuerkolben 21 ist in einem Steuerzylinderraum verschieblich, der durch den Steuerkolben 21 in die Steuerzylinderräume 22 und 23 unterteilt ist. Entsprechend ist der Arbeitskolben 3 in einem Arbeitszylinderraum verschieblich, der durch den Arbeitskolben in die Arbeitszylinderräume 24 und 25 unterteilt ist. Die beiden Zylinder 3 und 2 sind koaxial zueinander angeordnet und der Steuerzylinderraum 22 schliesst unmittelbar an den Arbeitszylinderraum 25 an. Die hohle Steuerstange 14 ist verschieblich in der hohlen Kolbenstange 6 geführt. Hierzu sind nahe dem rechten Ende 26 der Steuerstange radiale Bolzen 27, 27' vorgesehen. Es ist klar, dass die Erfindung auf eine derartige Führung der Steuerstange 14 innerhalb der Kolbenstange 3 nicht beschränkt ist und dass einem Fachmann sich ohne weiteres vergleichbare Führungen für die Steuerstange 14 innerhalb der Kolbenstange 3 anbieten. Auf der Steuerstange 14 befinden sich zwei Sperringe 28 und 29, die den gehäusefesten Flanschringen 4 und 5 gegenüberliegen. Die Sperringe sind in einem festen Mindestabstand voneinander gehalten, und hierzu sind die Sperringe 28, 29 auf verjüngten Endabschnitten 30, 31 gelagert, die über Schultern 32, 33 an einen mittleren Abschnitt 34 der Steuerstange 14 anschliessen. An den Schultern stützen sich die gleich ausgebildeten Sperringe 28, 29 ab. Die Flanschringe 4 und 5 besitzen an ihren radial inneren Stirnflächen schalenförmig nach innen gekrümmte Widerlagerflächen 35 und 36. Entsprechend besitzen die Sperringe 28 und 29 an ihrem radial äusseren Umfang nach innen gekrümmte Widerlagerflächen 37 und 38. Wie die Zeichnung zeigt, sind die Kugeln 13, 13' des linken Kugelgesperres im Ringansatz 9 des Arbeitskolbens 3 zwischen den Widerlagerflächen 35 und 37 eingesperrt. Die Widerlagerflächen 35 und 37 sind derart ausgebildet, dass auf die Kolbenstange 6 des in seiner einen Endlage befindlichen Arbeitskolbens in axialer Richtung des Pfeil es 39 hohe Kräfte wirken können, die über die Widerlagerflächen 35 und 37 auf das Zylindergehäuse 2 geleitet werden. Damit der Arbeitskolben in seine gesperrten Endlagen gelangen kann, sind die Sperringe 28, 29 jeweils gegen eine Feder 40 bzw. 41 verschieblich auf der Steuerstange 14 gelagert. Die Feder 41 stützt sich an den Steuerkolben 21 und die Feder 40 stützt sich an den Führungsbolzen 27, 27' ab. Die Sperringe 28, 29 besitzen jeweils eine keilförmige Gestalt mit Schrägflächen 42, 43. Wird der Arbeitskolben 3 in die dargestellte rastierte Endlage verschoben, so laufen die Kugeln 13, 13' auf die Schrägfläche 43 des Sperringes 29 auf und drücken diesen dabei aus seiner dargestellten Stellung entgegen der Federkraft der Feder 41 nach links in Richtung des Steuerkolbens 21, bis die Kugeln in die gehäusefesten Widerlagerflächen 37 am Flanschring 4 einschnappen können. Der Sperring 29 wird dann durch die Federkraft der Feder 41 in die dargestellte Ausgangsstellung nach rechts zurückbewegt. Um die dargestellte linke Sperrstellung des Kolbens 3 zu lösen, kann der Steuerkolbenraum 22 mit Druckmittel beaufschlagt werden, wodurch der Steuerkolben 21 mit der Steuerstange 14 nach links bewegt wird. Der an der Schulter 33 festliegende Sperring 29 wird dabei zusammen mit der Steuerstange nach links bewegt, wodurch das eine Kugelgesperre mit den Kugeln 13, 13' freigegeben wird. Auf diese Weise ist die Rastierung des Arbeitskolbens 3 in seiner dargestellten linken Endlage aufgehoben. Gleichzeitig ist der Sperring 28 aus seiner dargestellten sperrfreien Stellung in die Sperrstellung verschoben. Wird nunmehr der Arbeitskolben 3 nach rechte in seine rechte Endlage verschoben, so laufen die Kugeln 12, 12' auf die Schrägfläche 42 des Sperringes 28 auf und verschieben diesen entgegen der Federkraft der Feder 40 soweit nach rechts, bis die Kugeln 12, 12' in die gehäusefesten Widerlagerflächen 36 am Flanschring 4 einschnappen können. Der Sperring 28 wird dann durch die Federkraft der Feder 40 wieder in seine Sperrstellung nach links zurückgedrückt. Um die rechte Sperrstellung des Kolbens 3 zulösen, kann der Steuerkolbenraum 23 mit Druckluft beaufschlagt werden, wodurch der Steuerkolben 21 mit der Steuerstange 14 nach rechts bewegt wird. Hierbei wird der an der Schulter 32 festliegende Sperring 28 zusammen mit der Steuerstange 14 nach rechts verschoben, wodurch nunmehr das andere Kugelgesperre mit den Kugeln 12, 12' freigegeben wird. Die Schrägflächen 42 und 43 der Sperringe 28 und 29 sind derart ausgebildet, dass die Kugeln der beiden Kugelgesperre ohne Selbsthemmung auflaufen können. Während der Kolbenhub des Arbeitskolbens 3 durch die Flanschringe 4 und 5 begrenzt ist, ist der Kolbenhub des Steuerzylinders 21 durch den Handgriff 20 und die innere Zylindergehäuse-Stirnwand 44 begrenzt. Es ist klar, dass der Kolbenhub des Steuerkolbens 21 auch auf andere Weise begrenzt werden kann. Im drucklosen Zustand kann der in seiner einen oder anderen Endlage gesperrte Kolben durch Ziehen bzw. Drücken an dem Handgriff 20 gelöst werden. Damit sich die Kugelgesperre in den Endlagen des Arbeitskolbens 3 im drucklosen Zustand nicht von selbst lösen können, ist am Ende 26 der Steuerstange in einer Nut ein radial vorstehender Federring 45 vorgesehen, hinter den eine radial nach innen vorspringende Schulter 46 an der Kolbenstange 6 greift. Um den Arbeitskolben 3 mit der Kolbenstange 6 aus seiner dargestellten einen Endlage lösen zu können, muss der Federring 45 von der Schulter 46 überfahren werden. Hierzu sind Kräfte erforderlich, die grösser sind als die max. auftretenden Rüttelkräfte am Arbeitskolben 3 bzw. an der Kolbenstange 6. Es ist klar, dass der Federring 46 auch an einer anderen Stelle, z.B. im Bereich des Handgriffes 20 vorgesehen sein kann. Die Steuerstange 14 ist hohl ausgebildet. Auf diese Weise können vorteilhafterweise beide Druckmittelanschlüsse 47, 48 zusammen mit dem Handgriff 20 am einen Ende des Zylindergehäuses 2, z.B. am Zylinderdeckel, angeordnet sein. Im Beispielsfalle liegen die beiden Druckmittel anschlüsse 47, 48 einander gegenüber. Der eine Druckmittel anschluss 47 ist an den Steuerzylinderraum 23 und über die Bohrungen 49 und 50 in der Steuerstange 14 auch an den Arbeitszylinderraum 24 angeschlossen. Der andere Druckmittelanschluss 48 ist an den Steuerzylinderraum 22 und an den Arbeitszylinderraum 25 angeschlossen. Wird der Anschluss 48 mit Druckmittel z.B. Druckluft, beaufschlagt, und ist der Anschluss 47 an Atmosphäre geschaltet, so wird der Steuerkolben 21 bis zur inneren Zylindergehäuse-Stirnfläche 44 nach links bewegt. Dabei kommt die Kolbenverriegelung für die linke Endlage des Arbeitskolbens 3 frei und der Arbeitskolben 3 wird in seine rechte Endlage verschoben und wie vorstehend beschrieben verriegelt. Wird anschliessend der Anschluss 47 mit Druckmittel beaufschlagt und der Anschluss 48 an Atmosphäre gelegt, dann werden die Räume 23 und 24 mit Druckmittel beaufschlagt, wodurch zunächst der Steuerkolben in seine dargestellte Stellung verfahren wird, um die Rastierung in der rechten Endlage des Arbeitskolbens wieder zu lösen und gleichzeitig die erneute Rastierung des Arbeitskolbens in der linken Endlage vorzubereiten. Anschliessend wird der Arbeitskolben 3 wieder in seine linke Endlage zurückbewegt und dort wie oben beschrieben gesperrt. Es ist klar, dass die Erfindung nicht auf Kolbenstangenzylinder beschränkt ist. Die erfindungsgemässe Rastierung ist auch für kolbenst5angenlose Zylinder geeignet. Schliesslich ist die Erfindung nicht auf doppeltwirkende Zylinder beschränkt, sie ist auch für Zylinder geeignet, bei denen der Kolben nur in der einen Endlage mit einer erfindungsgemässen Rastierung versehen ist. Kurzfassung Der druckmittelbetätigte Rastierungszylinder (1) besitzt einen Arbeitskolben (3) mit zwei Ringansätzen (8 und 9) zur Aufnahme von Kugelgesperren (12, 12'; 13, 13t), die zur Rastierung des Kolbens (3) in seinen beiden Endlagen zwischen radial gegenüberliegenden Widerlagerflächen (35, 37; 36, 38) einrasten, von denen die radial äusseren Widerlagerflächen (35, 36) gehäusefest und die radial inneren Widerlagerflächen (37, 38) auf einer hohlen Steuerstange gelagert sind, die mit einem Steuerkolben (21) zur Uberwachung der Lage der radial inneren Widerlagerflächen (37, 38) verbunden ist, welche jeweils in Löserichtung entgegen Federkräften (40, 41) verschieblich gelagert sind. Die Steuerstange dient zur Druckmittel führung, wodurch die Druckmittel anschlüsse (47, 48) gegenüberliegend zusammen mit der Handbetätigung (20) zur Lösung der Verriegelung am einen Zylinderende (17) angeordnet werden können. Bezugszeichenliste 1 Rastierungszylinder 2 Zylindergehäuse 3 Arheltskolben 4 u. 5 Flanschringe 6 Kolbenstange 7 das eine Ende des Zylindergehäuses 2 8 u. 9 Ringansätze am Arbeitskolben 3 10 u. lo' Bohrungen im Ringansatz 8 11 u. 11' Bohrungen im Ringansatz 9 12 u. 12' Kugeln in den Bohrungen 10 und 10' 13 u. 13' Kugeln in den Bohrungen 11 und 11' 14 Steuerstange 15 u. 16 Innendichtungen am Arbeitskolben 3 17 das andere Ende des Zylindergehäuses 2 18 Nut 19 Dichtungsring in der Nut 18 20 Handgriff 21 Steuerkolben 22 u. 23 Steuerzylinderräume 24 u. 25 Arbeitszylinderräume 26 das eine Ende der Steuerstange 27 u. 27' Bolzen 28 u. 29 Sperringe 30 u. 31 Endabschnitte der Steuerstange 32 u. 33 Schultern der Endabschnitte 30 und 31 34 mittlerer Abschnitt der Steuerstange 14 35 u. 36 radial äussere Widerlagerflächen 37 u. 38 radial innere Widerlagerflächen 39 Pfeil 40 u. 41 Federn 42 u. 43 Schrägflächen der Sperringe 28 und 29 44 innere Zyl indergehäuse-Stirnfl äche 45 Federring 46 Schulter 47 u. 48 Druckmittelanschlüsse 49 u. 50 Bohrungen in der Steuerstange 14

Claims: Patentansprüche 1. Druckmittelbetätigter Rastierungszylinder zur Betätigung wenigstens eines Abdeckorganes, insbesondere Be- oder Entlüftungsjalousie, - mit einem zwischen zwei Endlagen verschieblichen, beidseitig beaufschlagbaren Arbeitskolben und - mit einer Kugelgesperre umfassenden Vorrichtung zur mechanischen Verriegelung des Arbeitskolbens in seinen beiden Endlagen und zur druckmittelgesteuerten Entriegelung des Arbeitskolbens und seiner anschliessenden Verschiebung aus seiner einen Endlage in die andere oder umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, dass am Arbeitskolben beidseitig je ein aus mehreren über dem Umfang gleichmässig verteilten Kugeln bestehendes Kugelgesperre gehalten ist, - dass die beiden Endlagen des Arbeitskolbens durch zylindergehäusefeste äussere Sperringe bestimmt sind, die zur Verriegelung der Kugeln eines Kugelgesperres in einer Endlage des Kolbens kugelseitig radial äussere Widerlagerflächen aufweisen, dass eine von einem Steuerkolben zwischen zwei Anschlägen bewegliche zentrale Steuerstange vorgesehen ist, die durch den Arbeitskolben druckmittel dicht geführt ist, - dass auf der Steuerstange gegenüber den äusseren Sperringen innere Sperringe angeordnet sind, die jeweils zur Verriegelung der Kugeln eines Kugelgesperres in einer Endlage des Kolbens kugelseitig radial innere Widerlagerflächen aufweisen, wobei die inneren Sperringe auf der Steuerstange in einem festen Mindestabstand voneinander gehalten sind. 2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Sperringe zum Eintritt der Kugelgesperre in ihre Sperrstellungen zwischen den äusseren und inneren Widerlagerflächen jeweils in entgegengesetzten Richtungen auf der Steuerstange entgegen Federkräften verschieblich gelagert sind. 3. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Druckmittelanschluss über die hohle ausgebildete Steuerstange des Steuerkolbens an den einen Arbeitszylinderraum zur einen Seite des Arbeitskolbens und der andere Druckmittelanschluss an den anderen Arbeitszylinderraum zur anderen Seite des Arbeitskolbens angeschlossen ist. 4. Zylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Druckmittelanschluss zusätzlich an den einen Steuerzylinderraum zur einen Seite des Steuerkolbens und der andere Druckmittelanschluss an den anderen Steuerzylinderraum zur anderen Seite des Steuerkolbens angeschlossen ist, wobei der andere Steuerzylinderraum mit dem anderen Arbeitszylinderraum verbunden ist. 5. Zylinder nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Druckmittelanschlüsse am einen Ende des Zylindergehäuses angeordnet sind. 6. Zylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die druckmittel dicht durch den Boden des Zylindergehäuses geführte Steuerstange mit einer Handbetätigung versehen ist. 7. Zylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange mit einer mechanischen Rüttelsicherung im Zylinderboden oder innerhalb der hohlen Kolbenstange des Arbeitskolbens versehen ist. 8. Zylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelgesperre jeweils aus mindestens einer oder mehreren, vorzugsweise drei über dem Kreisumfang gleichmässig verteilter Kugeln besteht. 9. Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben beidseitig zylindrische Ringansätze aufweist, die jeweils als Kugelkäfig für die Kugeln eines Kugelgesperres ausgebildet sind. 10. Zylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringansätze jeweils entsprechend der Anzahl der Kugeln eines Kugelgesperres radiale Bohrungen aufweisen, in denen die Kugeln gehalten sind. 11. Zylinder nach Anspruch l0, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen zur Verhinderung eines Austrittes der Kugeln aus den Ringansätzen nach aussen am Aussenumfang der Ringansätze verengt sind, während die Kugeln innerhalb der Bohrungen und ausserhalb der Rastierungen in den Endlagen des Arbeitskolbens sich auf der äusseren Umfangsfläche der Steuerstange abstützen. 12. Zylinder nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Druckmittelanschiüsse am Zylinderdeckel gegenüberliegend angeordnet sind und dass die Handbetätigung zur Entriegelung des drucklosen Zylinders zentral am Zylinderdeckel angeordnet ist.

Inventors: HUBNER, HEIMO, PICK, PETER, Hübner, Heimo
Applicants: KNORR-BREMSE AG
Application year: 1985
Main classification: F15B15
IPC codes: F15B15