CN116324187A - 端部位置缓冲的工作气缸和缓冲活塞环 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有端部位置缓冲的工作气缸，其中，活塞环越过轴向错位的压力介质接口并且围住压力介质缓冲体积。活塞环具有带基座部段和伸出部段的环接头并且在那里密封地构造。压力介质从压力介质缓冲体积通过轴向的溢流通道溢流，所述溢流通道可以由缸筒轴向槽或活塞环轴向槽构成。本发明还涉及一种缓冲活塞环，其密封地构造并且具有活塞环轴向槽。

Description

端部位置缓冲的工作气缸和缓冲活塞环

技术领域

本发明涉及一种端部位置缓冲的工作气缸以及一种缓冲活塞环。

背景技术

根据现有技术，已知不同的缓冲解决方案。这些解决方案的目的在于，在一定范围内连续地或渐进地使活塞在液压工作气缸内的运动减速。尤其，运动的减速可以通过借助缓冲元件对液压流体的流出进行节流来实现。这种缓冲元件减小了液压流体可以流过的横截面。

由EP0949422B1已知一种解决方案，其中，弹性地贴靠在缸内壁上的缓冲环的环间隙用作限制流量的狭窄部位。对于渐进式缓冲，气缸的缓冲区域构造为锥形的。因此，随着在缓冲区域中的逐渐运动，缓冲环被压缩并且缓冲环的环间隙逐渐减小。这是一种经证实的解决方案，对现有技术作出了显著贡献，但另一方面，由于制造中对活塞和缸内壁的间隙尺寸所需的精度在技术上要求很高。现有技术的问题还源于活塞环不可避免的磨损。由于在活塞环的外周上的材料因为磨损而剥落，环间隙逐渐增大，由此改变了缓冲特性。

发明内容

本发明的任务在于，展示一种用于端部缓冲的工作气缸的缓冲解决方案，该解决方案提供了高精度和缓冲的易调性，适用于不同的气缸类型，具有高稳固性和运行可靠性，不会因为磨损而改变缓冲特性并且能简单且低成本地制造。此外，本发明的任务在于展示一种缓冲活塞环，利用这种缓冲活塞环可以在工作气缸中提供缓冲解决方案。

该任务通过具有权利要求1中所列特征的端部位置缓冲的工作气缸来解决。优选的扩展方案由从属权利要求得出。此外，该任务通过具有权利要求9中所列的特征的缓冲活塞环来解决。

按照本发明，端部位置缓冲的工作气缸具有气缸和活塞单元。

按照本发明，气缸具有缸筒以及第一和第二闭锁件。

按照本发明，第一闭锁件设置在第一缸筒端部上并且第二闭锁件设置在缸筒的第二缸筒端部上。两个闭锁件的布置方式在此这样构造，使得它们与相应的缸筒端部压力密封地连接。为了连接，两个闭锁件优选分别沿着环绕的共同的接触面与缸筒焊接。其他连接方式、例如螺纹连接，也是可能的。

按照本发明，缸筒和闭锁件构成缸内空间。缸内空间要理解为由闭锁件和缸筒形成的气缸内部空间，在按规定使用时，压力介质处于该内部空间中。此外，在缸内空间中设置活塞。

按照本发明，气缸在至少一个端部区域中具有缓冲区。缓冲区是缸内空间的区域，在该区域中在活塞单元进入时实现缓冲。

缓冲理解为使活塞单元的运动减速的力的作用。

缓冲区处于缸筒的至少一个端部区域上并且包括缸内空间的在压力介质接口与由设置在该端部区域上的闭锁件形成的轴向边界之间的部分。

按照本发明，气缸具有设置在侧面的压力介质接口，其中，压力介质接口分配给缓冲区并且与缸内空间的轴向边界轴向地间隔开。

缓冲区在压力介质接口和轴向边界之间延伸。轴向边界形锁合地阻止活塞单元的进一步运动并且以此在一侧轴向限定了活塞单元的最大运动路径。

轴向边界优选通过闭锁件形成。为此，闭锁件具有相应的止挡面，活塞单元可以贴靠到该止挡面上，从而占据其端部位置。

在特别的构造方式中，活塞单元在运行中的端部位置也可以处于到达轴向边界之前。

按照本发明，活塞单元具有活塞和活塞环。活塞单元优选由活塞杆和活塞组成。

根据工作气缸的类型，活塞单元可以不同地构造。以此，活塞杆也可以完全穿过活塞引导或者仅部分引导进入活塞中。此外，活塞单元可以构造为一体的并且仅具有活塞杆部段和活塞部段。

按照本发明，活塞单元可滑动地穿过第一闭锁件并且在缸内空间中形成至少一个工作空间。

在此，第一闭锁件构造用于可滑动地容纳活塞单元并且为此具有密封及引导元件。

按照本发明，活塞借助引导部在缸内空间中可轴向移动地被引导。

活塞为此具有用于引导部的至少一个容纳部。这种容纳部优选构造为凹槽，作为引导部的引导环嵌入该凹槽中。

按照本发明，活塞在径向外表面上具有环绕的环槽。在该环槽中设置活塞环。

为此，环绕的内环槽构造用于容纳活塞环并且将其固定在其轴向位置中。此外，环绕的环槽构造成允许活塞环至少在该活塞环可以弹性变形的程度上实施径向运动，。这通过环绕的环槽的足够的深度实现。

按照本发明，活塞环弹性地贴靠在缸内壁上。活塞环为此构造为弹性的、尤其是径向弹性的，并且在放松状态下具有大于缸筒内径的外径。

如果活塞单元进入缸筒，那么活塞环在环绕的内环槽中处于紧张状态并且贴靠在缸内壁上。在该紧张状态下，活塞环弹性变形并且其外径减小。

按照本发明的端部位置缓冲的活塞环的特征尤其在于活塞环的特殊构造。

该活塞环是基本上旋转对称的部件，其在外周上具有中断并且因此具有环主体和环接头。

环主体具有环主体表面以及第一和第二环主体端部。

环主体表面尤其具有径向环面以及第一轴向环面。在第一轴向环面对面，以本身已知的方式存在第二轴向环面。

径向环面构造为能相对于气缸的圆柱形内表面轴向移动的滑动接触面。因此，在按照规定使用按照本发明的活塞时，径向环面以本身已知的方式与缸内壁接触，其中，这种接触在活塞相对于气缸运动时作为滑动接触存在。

此外，环主体表面具有第一轴向环面，其构造为与活塞的环槽的轴向环槽面的贴靠面。

按照本发明的活塞环按照规定嵌入活塞的环槽中。第一轴向环面在按照规定使用时可滑动地贴靠在活塞的环绕的环槽的对应构造的侧面的轴向环面上，该第一轴向环面的构造能实现活塞环的动态扩展。在内部的径向环面上，压力介质的压力径向向外地作用于活塞环，导致活塞环径向扩展并且导致对径向环面和气缸的内表面之间的表面压力的作用力。这又确保了密封效果的提高。同时，当活塞在活塞侧之间没有压差的情况下返回运动时，表面压力减少到基于弹性作用的表面压力，并且磨损也因此减小。

此外，在径向环面或者在缸内壁上出现磨损时，通过倾斜的环面支持活塞环的自动重新调整。

按照本发明，环主体端部彼此对置地设置在环接头上。两者以此构成环接头。

第一环主体端部和第二环主体端部按照本发明构造为彼此互补。具体来说，第一环主体端部为此具有伸出部段并且第二环主体端部具有基座部段。

第一环主体端部具有带伸出轮廓横截面的伸出部段。伸出轮廓横截面由伸出的形状决定并且给出了伸出部段在平行于主纵轴线的径向剖面中的轮廓。因此，伸出轮廓由活塞环的物理部段形成。

第二环主体端部具有带基座部段轮廓的基座部段，其中，基座部段同时构成具有接收轮廓横截面的接收轮廓。基座部段轮廓由活塞环的物理部段形成，而接收轮廓是自由空间。接收轮廓横截面由未被基座部段轮廓填满的空间决定，其中，它在这里同样是平行于主纵轴线的径向剖面中的轮廓。该径向剖面与伸出轮廓横截面的情况中的剖面是相同的。

此外，按照本发明，伸出部段嵌入接收轮廓中。在此，接收轮廓横截面和伸出轮廓横截面相一致。伸出轮廓横截面作为物理范畴填充了作为自由空间的接收轮廓横截面。

按照本发明，伸出部段的伸出部段分界面与基座部段的基座部段分界面在面状且起密封作用的接触中彼此相对并且构成分型面。伸出部段分界面和基座部段分界面在后文中也被统称为分界面。

分型面相对于第一轴向环面具有倾斜。倾斜理解为分型面相对于第一轴向环面具有一定斜度并且借此同时相对于活塞环的主平面具有一定斜度。

按照本发明，分型面的特征进一步在于，其与径向环面相交并且在分型面与径向环面的交线处形成外分界线。

此外，分型面也与第一轴向环面相交并且在分型面与第一轴向环面的交线处形成内分界线。

外分界线和内分界线在后文中也统称为分界线。

两个分界线同时界定两个分界面。在此，它们是两个分界面的径向边界。

按照本发明，活塞环的特征尤其在于，两个分界线中的至少一个分界线具有与环主体同心的曲率半径。

因此，令人惊讶地找到一种解决方案，这种解决方案可靠地提供了对液态和气态的压力介质几乎完全的密封，其方式为，环主体端部通过分型面的倾斜以及同心的分界线构造，在轴向、径向以及切向上始终这样自动彼此对准，使得在分界面上形成起密封作用的面状的接触。

这样构造的彼此嵌入的环主体端部具有相当精确的密封几何结构，即使在外周膨胀可变的情况下及其造成的环间隙可变的情况下，该密封几何结构也具有起密封作用的重叠部。这还使得至少一个分界线、优选两个分界线具有同心的曲率半径。因此，活塞环在周向上可以随时扩展或收紧并且通过分界面保持密封。外周上的膨胀或收紧可以由气缸的内表面的起伏的形状造成，或者由温度导致的膨胀或收缩或者由磨损造成。

有利的是，活塞环能够补偿这些因素并且同时保持特别高的密封性。

伸出部段还可以随时在分界面上相对于基座部段在径向上以及在周向上滑动。由此，随时确保磨损补偿，这实现了稳定的密封功能。

此外，有利的是发现了一种解决方案，即起密封作用的活塞环可构造为在外轮廓中具有两个彼此平行的且位于其主平面中的轴向环面，从而活塞的环槽可以为了容纳活塞环而结构简单地构造为具有平行的轴向的壁。此外，有利的是，一个或两个轴向环面倾斜的构造也是可能的。

起密封作用的活塞环的一种特别的优点在于，它的外横截面可以基本上具有矩形的几何结构，从而活塞中的环槽可以以特别简单的方式构造。

此外，按照本发明的端部位置缓冲的工作气缸具有至少一个轴向的溢流通道。这种溢流通道交替地或累积地构造为缸筒内表面轴向槽或活塞环外表面轴向槽。缸筒内表面轴向槽在后文中也简称为缸筒轴向槽，活塞环外表面轴向槽也简称为活塞环轴向槽并且两者也一起简称为轴向槽。缸筒轴向槽从轴向看设置在缓冲区中。活塞环轴向槽设置在径向环面中。在两种备选的构造方案中，轴向槽构造用于使压力介质能通过轴向槽的横截面溢流。

按照本发明，活塞单元构造成，在移入到缓冲区的运动中利用活塞环轴向越过压力介质接口并且在缓冲区中围住缓冲区空间中的缓冲压力介质体积。

如果活塞环在移入运动中越过压力介质接口，则到达缓冲区。同时围住缓冲压力介质体积。现在，压力介质不再能从工作空间直接通过压力介质接口流出，而是仅通过轴向溢流通道流出。

缓冲区空间表示缸内空间的如下部分：该部分在活塞环越过压力介质接口之后通过活塞单元、闭锁件和缸筒界定。随着活塞单元朝向轴向端部位置继续轴向运动，缓冲区空间减小。

压力介质的在缓冲区空间中被围住的且从该缓冲区空间中流出的部分被称为缓冲压力介质体积。

按照本发明，包括按照本发明的活塞环在内的活塞单元构造用于，在移入运动中在缓冲区内形成工作气缸的缓冲运行状态。

在移入运动中，缓冲压力介质体积被活塞单元围住，由此也相对于压力介质接口处的压力提高了缓冲区空间中的压力。

因此，按照本发明，在缓冲运行状态下，相比于运行压力，存在缓冲压力介质体积的超压。缓冲压力介质体积的超压在后文中也简称为缓冲超压。运行压力理解为压力介质的存在于压力介质接口处的压力，该压力等于工作空间中剩余部分的压力。

由于按照本发明的活塞环的特别有利的密封性，在缓冲运行状态下，压力介质可以仅通过按照本发明的轴向溢流通道流出。轴向溢流通道通过其横截面构造为节制压力介质的流出。通过延迟缓冲压力介质体积的流出，产生一种作用力，其抵消了活塞单元的移入运动。

按照本发明的端部位置缓冲的工作气缸尤其具有如下优点，其中，借助以特别方式构造的活塞环同时克服现有技术的多个缺点。

一个特别的优点在于，能实现特别高的缓冲精度。通过活塞环在环接头处的高密封性，压力介质溢流基本上仅通过轴向的溢流通道实现。在此，轴向的溢流通道的横截面可以比现有技术中的活塞环间隙的横截面明显更精确地调整。

另一优点在于缓冲特性的特别的长期稳定性。在现有技术中，由于外周变化，磨损会显著改变活塞环间隙的横截面进而改变缓冲特性，与之不同，按照本发明，活塞环在其环接头处的密封性不会被这种方式影响。同时，轴向的溢流通道的横截面在极大程度上耐磨损，从而在相当长的运行时间内保持缓冲特性不变。

此外，有利的是，发现一种解决方案，能在结构上以简单的方式专门调整缓冲特性。尤其，在通过活塞环轴向槽构造轴向溢流通道时，可以提供具有横截面不同的活塞环轴向槽的活塞环，并且以此根据特定需求配置具有期望的缓冲率的端部位置缓冲的工作气缸。

有利的是，可以提供线性缓冲、渐进式缓冲以及其他缓冲特性。因此，在轴向溢流通道通过活塞环轴向槽构造时，尤其可以实现精确的线性缓冲。此外，在轴向的溢流通道通过缸筒轴向槽构造时，可以实现线性的、渐进式的、递减式的、阶梯式的或其他的缓冲特性。在缸筒轴向槽以在其纵向延伸部上相同的横截面构造时，存在线性缓冲。通过朝向端部位置减小纵向延伸部上的横截面，可以以简单的方式调整渐进式缓冲。反之，也可以以简单的方式调整递减式缓冲，其方式为，朝向端部位置拓宽横截面。此外，轴向的溢流通道的沿着纵向延伸部不同的横截面也可以通过以不同的长度设置多个缸筒轴向槽的方式解决，因此这些缸筒轴向槽仅局部有效。因此，根据布置方式可以调整阶梯式增加或阶梯式减少的缓冲。尤其在缓冲区构造相对长时，通过仅在缓冲区的部分部段上轴向延伸的缸筒轴向槽可以因此以少量花费同时提供冲程部段缓冲。

此外，有利的是，端部位置缓冲既可以在仅一个端部位置处提供，也可以在两个端部位置处提供。

此外，所述解决方案能应用于不同的气缸类型，尤其例如差动工作气缸、同步气缸、牵引气缸或柱塞气缸。

朝向缸内壁紧张的弹性的活塞环还可以有利地补偿由于制造造成的缸筒的偏差并且因此实现高精度的缓冲。

最后，在高稳固性、高运行可靠性和技术上良好的可制造性方面存在特别的优点。

按照端部位置缓冲的工作气缸的第一种有利的扩展方案，外分界线和内分界线都具有与环主体同心的曲率半径。因此，两个分界线还具有彼此同心的且因此相同的曲率半径。

这种扩展方案产生特别有利的效果：所有相关的密封面不仅在与缸内表面密封滑动接触的径向环面上相遇、也在与活塞的环槽的侧面密封接触的第一轴向环面上相遇并且因此提供特别高的密封性。

此外，能有利的实现：活塞环的外周变化不影响密封性，伸出部段分界面和基座部段分界面可以彼此相切地移动、即沿着曲率半径移动，并且在此可以保持面状的起密封作用的接触。

按照下一种有利的扩展方案，环主体端部的分界面构造为截锥表面。

在此，构造为截锥表面的伸出部段分界面和构造为截锥表面的基座部段分界面彼此相对，其中，伸出部段分界面是凹形的内截锥表面并且基座部段分界面是凸形的外截锥表面。

两个相对的截锥表面此外具有相同的几何结构，并且因此能纵向、也能横向地相对于彼此移动并且以此始终确保它们特别高的密封性。

基于分界面的这种形状，即使外周变化或者磨损也保持密封效果。此外，相对于外环槽的轴向环槽面的倾斜基于径向的力的作用增强了起密封作用的表面压力。

在下一种有利的扩展方案中，分界面构造为线蚀刻面。通过这种精确的制造工艺，获得了具有伸出部段分界面和基座分界面的高重叠精确度的表面。借此可以将其他制造工艺中可能出现的、通过分界面之间的缝隙的泄漏流最小化，甚至完全排除。由此得到可靠的密封效果。

根据另一种有利的扩展方案，活塞环具有至少一个衰减凹部。优选地存在多个衰减凹部，这些衰减凹部以彼此之间和与环接头之间的均一的角间距分布在外周上。由此，对气缸的内表面的与弹力相关的压紧力在外周上均匀分布地减少并且辅助支持了伸出部段和基座部段之间的自由可动性和自调整效果。但是同时保持由压力介质的缓冲超压引起的有利的压紧力不受影响。因此，特别有利的是，活塞环可以在初始几何结构相同且材料相同的情况下使与弹力相关的压紧力以简单的方式适配相应的应用需求。有利地，衰减凹部可以像弹性关节那样作用，将活塞环沿着其外周分段，从而这样形成的区段更精确地贴靠在缸筒内壁上。

按照另一种有利的扩展方案，活塞环的第一轴向环面具有与分界面相反的倾斜。

相反的倾斜理解为，倾斜的环面以及分型面均相对于活塞环的主平面具有一定倾斜，其中，均存在向主平面另一侧的所述倾斜。

此外，活塞的环槽的轴向环槽面同样对应地以相同方式倾斜。活塞环的倾斜的第一轴向环面构造为与环槽的倾斜的轴向环槽面的贴靠面，从而两个倾斜的环面彼此面状地贴靠。

构造倾斜的轴向环面有利于活塞环的动态扩展。这通过倾斜的轴向环面的斜向作用的力实现。因此，由压力介质的压力负荷产生的轴向作用的力导致对活塞的环槽的倾斜环面斜向作用的压紧力，且因此导致对活塞的环槽的斜向的环面的斜向作用的压紧力。额外地，对斜向的环面的楔形效应引起活塞环的径向扩展并且引起对径向环面和气缸的内表面之间的表面压力的作用力。这又确保了缓冲运行状态下密封效果的提高。

另一种有利的扩展方案的特征在于，轴向的溢流通道构造为缸筒内表面轴向槽并且缸筒内表面轴向槽具有朝向端部位置渐缩的横截面。

轴向的溢流通道构造为具有朝向端部位置渐缩的横截面的缸筒内表面轴向槽(简称为缸筒轴向槽)，使得供压力介质使用的流出横截面取决于活塞环在缓冲区中的位置，进而取决于活塞单元的轴向位置。由于横截面渐缩，活塞单元越朝向端部位置实施移入运动，流出横截面越减小。对抗移入运动的力持续提高。因此呈现渐进式缓冲。

特别有利的在于渐进式缓冲的简单且可靠的可实现性。现有技术已知使用具有环间隙的活塞环和锥形地构造缓冲部段，而按照所提出的解决方案，可以省去构造锥形部段的加工工作。更确切地说，仅需要引入、例如铣入缸筒轴向槽。此外，通过缸筒轴向槽的横截面走向可以以特别简单的方式位置精确地确定缓冲率。

按照一种有利的扩展方案，气缸在与前述端部区域轴向对置的另一个端部区域中具有另一个缓冲区。

按照所述有利的扩展方案，气缸具有另一个设置在侧面的压力介质接口，其中，所述另外的压力介质接口分配给另外的缓冲区并且与缸内空间的与前述轴向边界对置的另一个轴向边界轴向地间隔开。

所述另外的压力介质接口、另外的缓冲区和另外的轴向边界在功能和构造上与前述压力介质接口、缓冲区和轴向边界基本一致。

所述另外的缓冲区和另外的压力介质接口在空间上靠近第二闭锁件地设置在第二缸筒端部处。

按照有利的扩展方案，活塞单元具有与前述活塞环对置的另一个活塞环。前述活塞环和所述另外的活塞环也统称为活塞环。因此，活塞的引导和密封位于两个活塞环之间。此外，按照这种扩展方案，存在另一个轴向的溢流通道。

所述另外的活塞环类似于前述活塞环构造并且设置在活塞单元的对置的一侧。另外的活塞环和另外的溢流通道尽管结构上基本相同，在几何结构和尺寸方面仍然与前述活塞环或轴向的溢流通道不同。因此，在活塞单元的两个端部位置处例如能够实现不同的缓冲特性。这在负荷强烈不对称的工作气缸的情况下尤其实用。

按照有利的扩展方案，活塞单元构造成，在移入另外的缓冲区内部的运动中具有另一种缓冲运行状态。

另外的缓冲运行状态与另外的缓冲区相关地以相应的方式具有前述缓冲运行状态的特征。

前述缓冲运行状态的特征尤其理解为压力比、活塞环相对于压力介质接口和另外的压力介质接口的位置以及活塞单元的轴向位置。

上述扩展方案的特殊优点在于，也为双作用工作气缸提供在两个端部位置中有效的端部位置缓冲。

此外，有利的是，缓冲特性在两个端部位置缓冲中的每个端部位置缓冲都能独立于相应的另一个端部位置缓冲调整。

本发明的另一方面在于按照本发明的缓冲活塞环。利用该权利要求将缓冲活塞环作为独立的机器构件保护。

缓冲活塞环的特征对应于活塞环的特征，如作为按照本发明的端部位置缓冲的工作气缸的部件所描述的那样。因此，对于缓冲活塞环的描述参考对作为工作气缸的部件的活塞环的说明段落，包括有利的扩展方案在内。重要的是缓冲活塞环在其环接头处的特别的密封性。

缓冲活塞环在其径向环面上还具有至少一个活塞环外表面轴向槽，其连接轴向环面。利用活塞环外表面轴向槽(简称为活塞环轴向槽)有利地提供了在缓冲活塞环的轴向两侧之间的可精确确定的溢流横截面。

作为特殊优点，利用缓冲活塞环提供了用于不同的缓冲装置以及缓冲气缸的可靠的精确缓冲活塞环。其中一方面，具有环接头的活塞环是必需的，另一方面，期望得到的是特别精确的缓冲性能。这能有利地通过溢流横截面的精确确定来实现。此外，有利的是，由活塞环轴向槽形成的横截面在一段中由缸内壁界定。通过缓冲活塞环相对于缸壁的相对轴向运动，活塞环轴向槽中可能存在的沉积污物总是被再次排出并且因此抵消了功能损害。轴向槽理解为在轴向环面之间提供了轴向连接。有利地，活塞环轴向槽在此也可以斜向地或螺旋地或以其他改型构造，以便例如防止在缸内壁处的不期望的进入模式。

附图说明

借助以下附图将本发明作为实施例详细阐述：

图1示出作为具有两侧的端部位置缓冲的差动气缸的端部位置缓冲的工作气缸的剖视图；

图2示出活塞环的俯视图；

图3示出活塞环的横截面视图；

图4作为斜视图示出活塞环的在环体端部处的局部细节；

图5示出在基本截面为矩形时环体端部的剖视图和示意图；

图6示出在轴向的环面倾斜时环体端部的剖视图和示意图；

图7示出具有衰减凹部的活塞环的俯视图；

图8示出具有轴向凹槽的活塞环的俯视图以及与此相关的横截面图和放大的局部；

图9示出具有缸筒内表面轴向凹槽的气缸壁的剖视图和示意图。

附图标记针对所有附图分别表示了相同的特征。

具体实施方式

在第一实施例中，图1示出端部位置缓冲的工作气缸的整体视图。在该实施例中，涉及在两侧端部位置缓冲的差动工作气缸。

在该实施例中，端部位置缓冲设置在分配给第二闭锁件1.4的端部位置处。这是活塞底上的缓冲移入运动的端部位置缓冲。

另一端部位置缓冲设置在分配给第一闭锁件1.3的端部位置处。那里是在引导闭锁件上的缓冲移出运动的端部位置缓冲。

端部位置缓冲的工作气缸具有气缸1.0和活塞单元2.0。

气缸1.0具有缸筒1.1、第一闭锁件1.3和第二闭锁件1.4。第一闭锁件1.3构造为引导闭锁件，分配给第一缸筒端部1.5，并且第二闭锁件1.4构造为底部闭锁件，分配给第二缸筒端部1.6。在此，缸筒1.1与两个闭锁件1.3、1.4分别这样连接，使得两者包围缸内空间1.7。

在该实施方式中，第二闭锁件1.4内侧形成轴向边界1.10并且第一闭锁件1.3的内侧形成另一个轴向边界5.4，该轴向边界限制了设置在缸内空间1.7中的活塞单元2.0的轴向运动空间。轴向边界1.7、5.4构造为用于在运行中轴向运动的活塞单元2.0的止挡面。

在缸筒1.1上，在第二缸筒端部1.6上设置有压力介质接口1.9并且在第一缸筒端部1.5上设置有另一个压力介质接口5.4。

活塞单元2.0具有活塞2.1和活塞环3.0。活塞单元2.0在该实施例中由活塞杆和活塞2.1组成，两者彼此牢固地连接。

在该实施方式中，具有活塞杆的活塞单元2.0的活塞杆被引导穿过第一闭锁件1.3并且滑动地支承在其中。

活塞2.1借助引导部2.4在缸筒1.1中被引导。

如图1进一步示出的那样，压力介质接口1.9侧向设置在缸筒1.1上并且在这种情况下，在其轴向位置上相对于轴向边界1.10以及相对于活塞环3.0在其轴向布置方面在端部位置处轴向间隔开地设置。这种轴向间隔形成了缓冲区1.8。

此外，在该实施例中，活塞2.1具有另一个活塞环5.2。该活塞环按照其在活塞2.1上的轴向布置而在活塞2.1的引导侧的端部位置中具有相对于另一个压力介质接口5.1的轴向间距，从而形成另一个缓冲区5.3。对缓冲区1.8的阐述以相应的方式适用于另一个缓冲区5.3的结构和功能。

如其他附图详细示出的那样，活塞环3.0容纳在活塞2.1的环槽2.2中并且以按照本发明特别的方式在其环接头3.7处起密封作用地构造。

图2以沿着主纵轴线的俯视图示出活塞环3.0，该主纵轴线对应于活塞2.1的运动轴线。示出具有环主体表面3.2的环主体3.1，环主体表面具有径向环面3.3和第一轴向环面3.4。环主体3.1在某一位置处中断。在这里，第一环主体端部3.5和第二环主体端部3.6对置。两者之间的中断是环接头3.7。

活塞环3.0在未装配的、放松的制造位置(也被称为放松位置)中示出。在该实施例中，环主体端部3.5、3.6在放松位置中并不超出彼此。在备选的实施方式中(这里未示出)，在放松位置中已经有部分伸入相应的另一个环主体端部3.5、3.6中。

此外，在图2中以半径箭头标出内分界线3.19上的圆弧，从而示出内分界线3.19的对本发明很重要的同心结构。

图3示出环主体3.1的穿过环接头3.7的横截面。在该实施例中，该横截面基本上构造为矩形的。

环主体表面3.2表示整个活塞环3.0的表面。环主体3.1的外表面是径向环面3.3。在环主体3.1两侧的其中一侧上存在第一轴向环面3.4。对置地存在第二轴向环面3.21。借此，活塞环3.0嵌入活塞2.1的环绕的环槽2.2的适配的相对轮廓中。

此外，示出了具有伸出轮廓横截面3.10(强调性地以虚线圈出)的伸出部段3.9以及伸出部段分界面3.15。在第一轴向环面3.4上存在内分界线3.19并且在径向环面3.3上存在外分界线3.18，两者彼此同心地且整体与环主体3.1同心地延伸。

图4作为斜视图示出活塞环3.0的在环接头3.7处的以及在环主体端部3.5、3.6处的局部。

示出了活塞环3.0在放松位置中的未安装的形式。在此，该视图示出了活塞环3.0的朝向径向环面3.3的外侧。与此正交地存在环绕的第一轴向环面3.4。在第一环主体端部3.5上存在伸出部段3.9。该伸出部段(逆着图3的观察方向)具有伸出部段分界面3.15。

基座部段3.11形成第二环主体端部3.6上的对应的配对部分。接收轮廓3.13由分界面3.17限定；该分界面形成基座部段分界面3.16并且面状地接收伸出部段3.9。在紧张的安装位置中，伸出部段3.9利用其伸出部段分界面3.15面状地靠置在基座部段3.11上，具体而言面状地靠置在其基座部段分界面3.16上。分型面3.17形成在那里。通过伸出部段分界面3.15和基座部段分界面3.16在分型面3.17中的面状接触，再次密封在环接头3.7处中断的活塞环。

在当前的实施例中，分型面3.17在伸出部段分界面3.15与基座部段分界面3.15的重叠区域具有截锥表面的局部的形状。在向着第一轴向环面3.4的弯曲的棱边上存在内分界线3.19，并且在向着径向环面3.3的弯曲的棱边上存在外分界线3.18。分界线3.18、3.19描述了与环主体3.1的圆心同心地设置的圆弧，这使得在活塞环3.0的外周扩张或外周缩小时能实现伸出部段分界面3.15和基座部段分界面3.16在彼此上全等地滑动。

图5和图6示出在安装好的状态下的活塞环3.0的示意图。

图5和图6中的实施例的区别在于，按照图5，第一轴向环面3.4与径向环面3.3成直角地设置，并且活塞环3.0因此具有基本上矩形的横截面，而在图6的实施例中，第一轴向环面3.4相对于分型面3.17反向倾斜。此外，由于一致性，随后一起阐述图5和图6的实施例。

为了更好地观察，不同的组件之间的各个间隙被放大了很多并且不是按比例示出的。图5和图6旨在说明各组件的位置关系和运动关系以及作用力。

因此，按照图5和图6，环主体3.1安装在活塞2.1的环槽2.2中。环槽2.2具有轴向环槽面2.3。如果活塞2.1在气缸1.0中运动，活塞环3.0在气缸1.0的气缸内表面1.2上利用其径向环面3.3滑动。压力介质以压力p作用于活塞环3.0的第二轴向环面3.21。活塞环在活塞2.1的环槽2.2中压向轴向环槽面2.3并且利用其第一轴向环面3.4浮在上面滑动。压力介质在环槽2.2的槽底的区域中同样作用于活塞环的径向环内面(无附图标记)并且根据压力确保径向环面3.3压到气缸1.0的内表面1.2上，这使得该滑动接触面的密封效果增加。此外，伸出部段3.9(具有其伸出轮廓横截面3.10)可以利用伸出部段分界面3.15，在基座部段3.11(具有基座部段轮廓3.12)的基座部段分界面3.16上沿着分型面3.17横向地(如通过在分界面3.15、3.16之间的双箭头所示)以及纵向地(即沿着外周)滑动。伸出部段3.9和基座部段3.11同样能轴向地沿着径向环面3.3和气缸内表面1.2相对于彼此移动，从而在分界面3.15、3.16之间的间隙也可以在磨损时始终被重新关闭。

分界面3.15、3.16的横向和纵向的这种滑动连同部段3.9、3.11的轴向可移动性能够补偿活塞环上与磨损有关的材料剥落，并且始终确保面状的接触，并且因此确保使用寿命内的恒定的密封效果。

图7示出一活塞环，其中设置有与径向环面3.3对置的衰减凹部3.20。在该实施例中，涉及总共七个衰减凹部3.20，这些衰减凹部彼此分别成45度角地设置。此外，与环接头3.7相邻的衰减凹部3.20与环接头3.7同样分别成45度角。

通过衰减凹部3.20以及它们的均匀分布的布置方式，对气缸1.0的气缸内表面1.2的与弹力相关的压紧力在外周上均匀分布地减少并且辅助支持了伸出部段3.9和基座部段3.11之间的自由可动性和自调整效果。但是同时保持由压力介质的运行压力引起的有利的压紧力不受影响。

图8示出端部位置缓冲的工作气缸的活塞环3.0的实施例并且同时示出作为这种活塞环的缓冲活塞环的实施例。在该实施例中，第一轴向环面3.4是倾斜的。

在该实施例中，活塞环在其外周上分布有多个活塞环外表面轴向槽4.2，仅其中两个代表性地设有附图标记。

尤其如放大的局部示出的那样，活塞环外表面轴向槽4.2在第一轴向环面3.4和第二轴向环面3.21之间轴向延伸。活塞环外表面轴向槽4.2因此形成用于压力介质的溢流横截面。此外，因为活塞环按照本发明构造为密封的，所以可以确定精确的横截面并且因此确定精确的压力损失。

图9示出一实施例的示意图，在该实施例中，轴向的溢流通道构造为缸内表面轴向槽4.1。

在此，在该实施例中，缸内表面轴向槽4.1铣切到缸筒1.1中且其横截面朝向端部位置减小。在活塞2.1连同设置在环槽2.2中的活塞环3.0朝向端部位置(由向下的大箭头示出)运动时，处于压力下的压力介质仅能通过由缸内表面轴向槽4.1和径向环面3.1形成的通道溢流(由虚线箭头示出)。活塞2.1连同活塞环3.0的轴向位置越朝向端部位置移动，可供压力介质溢流的横截面就越小。由此提供了渐进式缓冲。

所使用的附图标记

1.0 气缸

1.1 缸筒

1.2 缸内表面

1.3 第一闭锁件

1.4 第二闭锁件

1.5 第一缸筒端部

1.6 第二缸筒端部

1.7 缸内空间

1.8 缓冲区

1.9 压力介质接口

1.10轴向边界

2.0 活塞单元

2.1 活塞

2.2 环槽

2.3 第一轴向环槽面

2.4 引导部

3.0 活塞环

3.1 环主体

3.2 环主体表面

3.3 径向环面

3.4 第一轴向环面

3.5 第一环主体端部

3.6 第二环主体端部

3.7 环接头

3.9 伸出部段

3.10 伸出轮廓横截面

3.11 基座部段

3.12 基座部段轮廓

3.13 接收轮廓

3.14 接收轮廓横截面

3.15 伸出部段分界面

3.16 基座部段分界面

3.17 分型面

3.18 外分界线

3.19 内分界线

3.20 衰减凹部

3.21 第二轴向环面

4.1 缸内表面轴向槽

4.2 活塞环外表面轴向槽

5.1 另外的压力介质接口

5.2 另外的活塞环

5.3 另外的缓冲区

5.4 另外的轴向边界

Claims (9)

1.端部位置缓冲的工作气缸，

具有气缸(1.0)和活塞单元(2.0)，

其中，气缸(1.0)具有缸筒(1.1)、第一闭锁件(1.2)和第二闭锁件(1.3)，

其中，缸筒(1.1)具有第一缸筒端部(1.5)和第二缸筒端部(1.6)，

其中，第一闭锁件(1.3)设置在第一缸筒端部(1.5)上并且第二闭锁件设置(1.4)设置在第二缸筒端部(1.6)上，

其中，缸筒(1.1)和闭锁件(1.3、1.4)形成缸内空间(1.7)，

其中，气缸(1.0)在至少一个端部区域中具有缓冲区(1.8)，

其中，气缸(1.0)具有至少一个设置在侧面的压力介质接口(1.9)，其中，压力介质接口(1.9)分配给缓冲区(1.8)并且与缸内空间(1.7)的轴向边界(1.10)轴向间隔开，

其中，活塞单元(2.0)可滑动地穿过第一闭锁件(1.3)并且在缸内空间(1.7)中形成至少一个工作空间，

其中，活塞单元(2.0)具有活塞(2.1)和活塞环(3.0)，

其中，活塞(2.1)在径向的外表面上具有环绕的环槽(2.2)，其中，在环槽(2.2)中设置活塞环(3.0)，并且其中，活塞环(3.0)弹性地贴靠在缸内表面(1.2)上，

其中，活塞环(3.0)具有环主体(3.1)和环接头(3.7)，

其中，环主体(3.1)具有环主体表面(3.2)，所述环主体表面具有径向环面(3.3)和第一轴向环面(3.4)和第二轴向环面，

其中，径向环面(3.3)构造为能相对于气缸(1.0)的圆柱形的内表面(1.2)轴向移动的滑动接触面，

其中，第一轴向环面(3.4)构造为用于在活塞(2.1)的环槽(2.2)的轴向环槽面中贴靠的贴靠面，其中，环主体(1)具有第一环主体端部(3.5)和第二环主体端部(3.6)，

其中，与环接头(3.7)对置地设置的环主体端部(3.5、3.6)构造环接头(3.7)，

其中，第一环主体端部(3.5)具有伸出部段(3.8)，所述伸出部段具有伸出轮廓横截面(3.9)，

其中，第二环主体端部(3.6)具有基座部段(3.10)，所述基座部段具有基座部段轮廓(3.11)，其中，基座部段(3.10)构成具有接收轮廓横截面(3.14)的接收轮廓(3.13)，

其中，伸出部段(3.8)嵌入接收轮廓(3.13)中并且接收轮廓横截面(3.14)与伸出部段轮廓横截面(3.10)相一致，

其中，伸出部段(3.9)的伸出部段分界面(3.15)和基座部段(3.11)的基座部段分界面(3.16)在面状的且起密封作用的接触中彼此相对并且构成分型面(3.17)，

其中，分型面(3.17)相对于第一轴向环面(3.4)具有倾斜，其中，分型面(3.17)与径向环面(3.3)相交，并且外分界线(3.18)在分型面(3.17)与径向环面(3.3)的交线处形成，其中，分型面(3.17)与第一轴向环面(3.4)相交，并且内分界线(3.19)在分型面(3.17)与第一轴向环面(3.4)的交线处形成，其中，分界线(3.18、3.19)界定分界面(3.15、3.16)，并且其中，至少一个所述分界线(3.18、3.19)具有与环主体(3.1)同心的曲率半径，

其中，端部位置缓冲的工作气缸具有至少一个轴向的溢流通道，所述溢流通道构造为缸筒内表面轴向槽(4.1)或者活塞环外表面轴向槽(4.2)，其中，缸筒内表面轴向槽(4.1)在缸筒(1.1)中设置在缓冲区(1.8)中，并且活塞环外表面轴向槽(4.2)设置在径向环面(3.3)中，

其中，活塞单元(2.0)构造成，在移入到缓冲区(1.8)的运动中利用活塞环(3.0)轴向越过压力介质接口(1.10)并且在缓冲区(1.8)中围住缓冲区空间中的缓冲压力介质体积，其中，活塞单元(2.0)构造成，在缓冲区(1.8)内部在移入运动中具有缓冲运行状态，

其中，在缓冲运行状态下存在缓冲压力介质体积相对于压力介质接口(1.10)的超压，并且轴向的溢流通道构造用于使缓冲压力介质体积受节制地流出。

2.根据权利要求1所述的端部位置缓冲的工作气缸，其特征在于，

外分界线(3.18)和内分界线(3.19)具有与环主体(3.1)同心且与彼此同心的曲率半径。

3.根据权利要求1和2所述的端部位置缓冲的工作气缸，其特征在于，

分界面(3.15、3.16)构造为截锥部分表面。

4.根据前述权利要求之一所述的端部位置缓冲的工作气缸，

其特征在于，

分界面(3.15、3.16)构造为线蚀刻面。

5.根据前述权利要求之一所述的端部位置缓冲的工作气缸，

其特征在于，

环主体(3.1)具有至少一个衰减凹部(3.20)，所述衰减凹部设置在径向内侧。

6.根据前述权利要求之一所述的端部位置缓冲的工作气缸，

其特征在于，

活塞环(3.0)的第一轴向环面(3.4)具有与分界面(3.15、3.16)相反的倾斜。

7.根据前述权利要求之一所述的端部位置缓冲的工作气缸，

其特征在于，

轴向的溢流通道构造为缸筒内表面轴向槽(4.1)并且缸筒内表面轴向槽(4.1)具有朝向端部位置渐缩的横截面。

8.根据前述权利要求之一所述的端部位置缓冲的工作气缸，

其特征在于，

气缸(1.0)在与所述端部区域轴向对置的另外的端部区域中具有另外的缓冲区(5.3)，其中，气缸(1.0)具有设置在侧面的另外的压力介质接口(5.1)，其中，所述另外的压力介质接口(5.1)分配给所述另外的缓冲区(5.3)并且与缸内空间的与所述轴向边界对置的另外的轴向边界(5.4)轴向间隔开，

其中，活塞单元(2.0)具有轴向上与所述活塞环(3.0)对置的另外的活塞环(5.2)，

其中，活塞单元(2.0)构造成，在移入到所述另外的缓冲区(5.3)的运动中利用所述另外的活塞环(5.2)轴向越过所述另外的压力介质接口(5.1)并且在所述另外的缓冲区(5.3)中围住另外的缓冲区空间中的另外的缓冲压力介质体积，

其中，活塞单元(2.0)构造成，在所述另外的缓冲区(5.3)内部在移入运动中具有另外的缓冲运行状态，

其中，所述另外的缓冲运行状态与所述另外的缓冲区(5.3)相关地具有所述缓冲运行状态的特征。

9.缓冲活塞环，

具有环主体(3.1)和环接头(3.7)，

其中，环主体(3.1)具有环主体表面(3.2)，所述环主体表面具有径向环面(3.3)和第一轴向环面(3.4)和第二轴向环面，

其中，径向环面(3.3)构造为能相对于气缸的圆柱形的内表面(1.2)轴向移动的滑动接触面，

其中，第一轴向环面(3.4)构造为用于在活塞(2.1)的环槽(2.2)的轴向环槽面(2.3)中贴靠的贴靠面，

其中，环主体(3.1)具有第一环主体端部(3.5)和第二环主体端部(3.6)，

其中，与环接头(3.7)对置地设置的环主体端部(3.5、3.6)构造环接头(3.7)，

其中，第一环主体端部(3.5)具有伸出部段(3.9)，所述伸出部段具有伸出轮廓横截面(3.10)，

其中，第二环主体端部(3.6)具有基座部段(3.11)，所述基座部段具有基座部段轮廓(3.12)，其中，基座部段(3.11)构成具有接收轮廓横截面(3.14)的接收轮廓(3.13)，

其中，伸出部段(3.9)嵌入接收轮廓(3.13)中并且接收轮廓横截面(3.14)与伸出部段轮廓横截面(3.14)相一致，

其中，伸出部段(3.9)的伸出部段分界面(3.15)和基座部段(3.11)的基座部段分界面(3.16)在面状的且起密封作用的接触中彼此相对并且构成分型面(3.17)，

其中，分型面(3.17)相对于第一轴向环面(3.4)具有倾斜，其中，分型面(3.17)与径向环面(3.3)相交，并且外分界线(3.18)在分型面(3.17)与径向环面(3.3)的交线处形成，其中，分型面(3.17)与第一轴向环面(3.4)相交，并且内分界线(3.19)在分型面(3.17)与第一轴向环面(3.4)的交线处形成，其中，分界线(3.18、3.19)界定分界面(3.15、3.16)，并且其中，至少一个所述分界线(3.18、3.19)具有与环主体(3.1)同心的曲率半径，

其中，径向环面具有至少一个活塞环外表面轴向槽(4.2)，所述活塞环外表面轴向槽连接轴向环面。

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