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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fluiddruckzylindervorrichtung
mit einem Drosselventil, wobei eine Bewegungssteuerung eines Kolbens
mit Hilfe der Einstellung eines Druckfluidstromes durch das Drosselventil
erfolgt.
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Bisher
wird bei dieser Art Fluiddruckzylindervorrichtung mit Drosselventil
eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens durch Einstellung eines Druckfluidstromes,
der von einer Druckkammer über ein
Drosselventil zugeführt
oder abgeführt
wird, gesteuert. Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei der der
Kolben in gedämpfter
Weise an einem Hubende angehalten wird, indem ein Fluidstrom, der
aus einer Druckkammer abgeführt
wird, über
ein Drosselventil begrenzt wird, wenn der Kolben sich dem Hubende annähert.
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Bei
einer solchen Zylindervorrichtung wird im Allgemeinen als Drosselventil
ein variables Drosselventil eingesetzt, bei dem eine Öffnung durch
Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
einer konischen Ventilstange eingestellt wird. Das variable Drosselventil
ist an einem Zylinderkörper
angebracht.
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In 9 ist
ein Hauptabschnitt des herkömmlichen
Fluiddruckzylinders mit einem solchen variablen Drosselventil 50 dargestellt.
Diese Zylindervorrichtung umfasst eine Dämpfungskammer 56, die
sich von einer Druckkammer 52 unterscheidet, im Inneren
eines Zylinderkörpers 51,
wobei die Dämpfungskammer 56 von
der Druckkammer 52 durch Zusammenwirkung einer Stange 54 und
eines Dichtelementes 55 getrennt wird, wenn sich der Kolben 53 seinem
Hubende nähert.
Dagegen steht die Dämpfungskammer 56 in
Verbindung mit der Druckkammer 52, wenn sich der Kolben 53 in
der Mitte seines Hubes befindet. Ein nicht dargestellter Anschluss
ist vorgesehen, der mit der Dämpfungskammer 56 verbunden
ist. Nachdem die Dämpfungskammer 56 von der
Druckkammer 52 getrennt wurde, fließt das Fluid aus der Druckkammer 52 von
einer Durchgangsöffnung 58a über eine
Durchgangsöffnung 58b in
die Dämpfungskammer 56,
wobei der Durchfluss durch das Drosselventil 50 begrenzt
wird, und wird über den
Anschluss abgeführt.
Dadurch wird der Kolben 58 an seinem Hubende gedämpft angehalten.
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Das
Drosselventil 50 ist so aufgebaut, dass ein Ventilhalter 60 an
einer Ventilöffnung 59,
die in dem Zylinderkörper 51 ausgebildet
ist, angebracht ist. Eine Ventilstange 61 mit einem konischen
Einstellbereich 61a an ihrem vorderen Ende ist beweglich
in dem Ventilhalter 60 angebracht, wobei sie sich bei einer
Drehbetätigung
in einer Richtung der Achse der Ventilöffnung 52 vorwärts und
rückwärts bewegt. Zusätzlich ist
an einem Basisendbereich 61b, an welcher ein Außengewinde
der Ventilstange 61 vorgesehen ist, eine Verriegelungsmutter 63 angebracht,
um zu verhindern, dass sich die Ventilstange 61 durch Vibrationen
oder dgl. dreht, nachdem der Öffnungsquerschnitt
eingestellt ist.
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Bei
der herkömmlichen
Fluiddruckzylindervorrichtung ist das an dem Zylinderkörper angebrachte
Drosselventil so gestaltet, dass der Öffnungsquerschnitt der Öffnung durch
Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
der Ventilstange in axialer Richtung eingestellt wird. Dementsprechend
ist die Dimension der Ventilstange in Richtung der Achse groß. Außerdem muss
ein Arbeitsbereich für
die Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung
der Ventilstange gewährleistet
werden. Dementsprechend ist eine Verkleinerung der Vorrichtung nur
schwierig realisierbar.
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Außerdem besteht
das Problem, dass dann, wenn die Ventilstange, der Ventilhalter,
die Verriegelungsmutter oder dgl. weit aus dem Zylinderkörper vorstehen,
hierdurch eine Arbeit an dem Zylinder oder das Anbringen anderer
Vorrichtungen in der Nähe
des Zylinders behindert wird.
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Beschreibung
der Erfindung
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fluiddruckzylindervorrichtung
mit Drosselventil vorzuschlagen, bei welcher das Drosselventil kompakt
an einem Zylinderkörper
angebracht ist. Das Drosselventil soll verkleinert und vereinfacht werden.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüche.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die Fluiddruckzylindervorrichtung ein Drosselventil,
einen sich im Inneren eines Zylinderkörpers durch Fluiddruck bewegenden
Kolben, eine Druckkammer zur Ausübung
des Fluiddrucks auf den Kolben, einen Anschluss für die Zufuhr
und Abfuhr eines Druckfluides zu der Druckkammer und ein variables
Drosselventil zur Einstellung eines Druckfluidstromes zur Steuerung
der Bewegung des Kolbens auf. Das Drosselventil umfasst ein zylindrisch
geformte Ventilstange, die in einer kreisförmigen Ventilöffnung in
dem Zylinderkörper
aufgenommen ist, wobei sie in einer Richtung der zentralen Achse
der Ventilöffnung
gehalten wird, wobei sie um die Mittelachse der Ventilöffnung drehbar
ist. Ein erster Durchgang und ein zweiter Durchgang für Druckfluid öffnen sich
zu einer Seitenfläche
bzw. einer Bodenfläche
der Ventilöffnung.
Die Ventilstange ist so geformt, dass eine äußere Umfangsfläche in Gleitkontakt
mit einer inneren Umfangsfläche
der Ventilöffnung
tritt. Außerdem
ist ein Verbindungsdurchgang, dessen eines Ende sich zu einer Seitenfläche der
Ventilstange öffnet
und mit dem ersten Durchgang in Verbindung steht und dessen anderes
Ende sich zu einer Bodenfläche
der Ventilstange öffnet
und mit dem zweiten Durchgang in Verbindung steht, im Inneren der
Ventilstange ausgebildet. Eine Strömungseinstellnut zur Einstellung
eines Verbindungsquerschnitts ist zwischen dem ersten Durchgang
und der ersten Öffnung
an einem Außenumfang
der Ventilstange vorgesehen. Die Strömungseinstellnut erstreckt
sich in einer Umfangsrichtung ausgehend von der ersten Öffnung als
einem Basisende, wobei sich die Breite der Nut allmählich zu
einem vorderen Ende verringert und sich gleichzeitig die Nutentiefe
allmählich
verringert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Ventilstange vorzugsweise in der Ventilöffnung so
angeordnet, dass sie nicht vorsteht, und eine Vorrichtung zum Halten
der Ventilstange ist vorzugsweise ein ringförmiger Stoppring.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung weist das Drosselventil eine Geschwindigkeitssteuerfunktion
auf, um eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu steuern. Der
erste oder der zweite Durchgang kann mit dem Anschluss in Verbindung
gebracht werden, während
der jeweils andere mit der Druckkammer in Verbindung gebracht wird.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Drosselventil
als Dämpfungsventil
ausgebildet, um den Kolben an einem Hubende in gedämpfter Weise
anzuhalten. Wenn sich der Kolben dem Hubende nähert, wird ein Fluid in der Druckkammer
an einer Ablassseite über
das Drosselventil aus dem Anschluss abgeführt.
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Im
Inneren des Zylinderkörpers
ist erfindungsgemäß eine Dämpfungskammer
ausgebildet, wobei die Dämpfungskammer
mit der Druckkammer kommuniziert, wenn der Kolben sich in der Mitte
seines Hubes befindet. Die Dämpfungskammer
wird dagegen von der Druckkammer getrennt, wenn sich der Kolben
dem Hubende nähert.
Außerdem
kommuniziert der Anschluss mit der Dämpfungs kammer und der erste
und der zweite Durchgang des Drosselventils steht in Verbindung
mit der Dämpfungskammer bzw.
der Druckkammer.
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Da
das Drosselventil so gestaltet ist, dass die Strömung allein durch Drehen der
Ventilstange um ihre Achse in der Ventilöffnung eingestellt werden kann,
kann das Drosselventil einen kompakten und einfachen Aufbau mit
einer geringen Zahl von Teilen im Vergleich zu dem herkömmlichen
Drosselventil aufweisen, welches die Ventilstange in Richtung der Achse
vorwärts
und rückwärts bewegt.
Das erfindungsgemäße Drosselventil
kann kompakt in dem Fluiddruckzylinder angebracht werden.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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2 ist
ein Schnitt entlang der Linie II-II in 1,
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3 ist
ein Schnitt entlang der Linie III-III in 2,
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4a ist
eine Ansicht einer Ventilstange in einem Drosselventil,
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4b ist
eine Seitenansicht der Ventilstange in dem Drosselventil,
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5 ist
eine Draufsicht auf ein Halteelement,
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6a ist
ein Schnitt durch das Drosselventil, wenn dieses in vollständig geöffnetem
Zustand ist,
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6b ist
ein Schnitt durch das Drosselventil, wenn dieses in halbgeöffnetem
Zustand ist,
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6c ist
ein Schnitt durch das Drosselventil, wenn es in vollständig geschlossenem
Zustand ist,
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7 ist
ein Schnitt durch einen wesentlichen Abschnitt der zweiten Ausführungsform,
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8 ist
ein Schnitt durch einen wesentlichen Abschnitt der dritten Ausführungsform
und
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9 ist
ein Schnitt durch ein herkömmliches
variables Drosselventil.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Die 1 bis 3 zeigen
eine erste Ausführungsform
einer Fluiddruckzylindervorrichtung mit Drosselventil. Bei der Zylindervorrichtung 1A der
ersten Ausführungsform
ist ein variables Drosselventil 3 zur Steuerung einer Bewegung
eines Kolbens 13 durch Einstellung eines Druckfluidstromes
an einem Fluiddruckzylinder 2 befestigt. Der Kolben 13 wird
an einem Hubende in gedämpfter
Weise angehalten, indem das Drosselventil 3 als Dämpfungsventil
wirkt.
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Wie
sich aus 2 ergibt, umfasst der Fluiddruckzylinder 2 einen
Zylinderkörper 10 mit
einem kreisförmigen
Querschnitt. Im Inneren des Zylinderkörpers 10 ist eine
kreisförmige
Zylinderöffnung 11 ausgebildet,
die sich in Richtung einer Achse L erstreckt. Ein Ende der Zylinderöffnung 11 wird
durch eine Endwand 10a verschlossen, die integral mit dem Zylinderkörper 10 ausgebildet
ist. Das andere Ende ist offen. Der offene Endbereich der Zylinderbohrung 11 wird
durch eine Endabdichtung 12 abgedichtet, die luftdicht
an einem Endbereich des Zylinderkörpers 10 angebracht
ist. Der Kolben 13 ist in Richtung der Achse L beweglich
in dem Inneren der Zylinderbohrung 11 aufgenommen, so dass
er mit Hilfe von Fluiddruck bewegt werden kann. Die Querschnittsform
des Zylinderkörpers 10 kann
auch rechteckig sein.
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Eine
Kolbenstange 14 erstreckt sich von einem Ende des Kolbens 13 in
Richtung der Achse L. Die Kolbenstange 14 steht nach außen vor,
wobei sie die Endabdeckung 12 gleitend durchtritt. Das
Bezugszeichen 15 bezeichnet ein Dichtelement, das an der
Endabdeckung 12 angebracht ist, um einen Spalt zwischen
der Endabdeckung 12 und einer äußeren Umfangsfläche der
Kolbenstange 14 abzudichten. An dem anderen Ende des Kolbens 13 ist
ein Dichtelement 16 vorgesehen, um eine Verbindung zwischen
einer ersten Druckkammer 18, die später beschrieben wird, und einer
Dämpfungskammer 20 zu unterbrechen,
wenn es in einem Dämpfungsschritt
in Richtung der Achse L bewegt wird. Das Dichtelement 16 ist
einstückig
mit der Kolbenstange 14 ausgebildet und wird dadurch gebildet,
dass ein Teil der Kolbenstange 14 sich über den Kolben 13 hinaus
erstreckt. Das Dichtelement 16 weist eine kurze Länge auf
und erstreckt sich bei dem dargestellten Beispiel über etwa
ein Viertel einer Bohrungslänge
der Zylinderbohrung 11.
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An
beiden Seiten des Kolbens 13 sind erste bzw. zweite Druckkammern 18, 19 ausgebildet,
um einen Fluiddruck auf den Kolben 13 aufzubringen. Die
erste Druckkammer 18 ist zwischen dem Kolben 18 und
der Endwand 10a ausgebil det. Sie steht mit der Dämpfungskammer 20,
die an der Endwand 10a ausgebildet ist und einen kleinen
Durchmesser aufweist, in Verbindung. Die erste Druckkammer 18 kommuniziert
durch die Dämpfungskammer 20 mit einem
ersten Anschluss 21, der an einer Seitenfläche des
Zylinderkörpers 10 ausgebildet
ist in Verbindung. Das Drosselventil 3 ist so vorgesehen,
dass es in einem Durchgang, der die erste Druckkammer 18 und die
Dämpfungskammer 20 verbindet,
angeordnet ist. Die zweite Druckkammer 19 ist zwischen
dem Kolben 13 und der Endabdeckung 12 ausgebildet.
Sie steht mit einer in der Endabdeckung 12 ausgebildeten
Stangeneinsetzöffnung 23 in
Verbindung. Die zweite Druckkammer 19 kommuniziert über die
Stangeneinsetzöffnung 23 mit
einem zweiten Anschluss 22, der an einer Seitenfläche der
Endabdeckung 12 ausgebildet ist.
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Wenn
die zweite Druckkammer 19 über den zweiten Anschluss 22 zur
Umgebung geöffnet
wird und Druckfluid, bspw. Luft oder dgl., von dem ersten Anschluss 21 über die
Dämpfungskammer 20 der ersten
Druckkammer 18 zugeführt
wird, werden der Kolben 13 und die Kolbenstange 14 in 1 nach links
(vorwärts)
verschoben. Wenn die Dämpfungskammer 20 und
die erste Druckkammer 18 über den ersten Anschluss 21 mit
der Umgebung verbunden werden, und der zweiten Druckkammer 19 über den zweiten
Anschluss 22 Druckfluid zugeführt wird, werden der Kolben 13 und
die Kolbenstange 14 in 1 nach rechts
(zurück)
verschoben.
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Wenn
sich der Kolben 13 während
des Rückwärtshubes
seinem Hubende nähert
(vgl. 1), tritt das Dichtelement 16 in die
Dämpfungskammer 20 ein
und in Gleitkontakt mit einer Dämpfungsdichtung 25,
die an einer inneren Umfangsfläche
der Dämpfungskammer 20 angebracht
ist. Dadurch werden die Dämpfungskammer 20 und
die erste Druckkammer 18 voneinander getrennt. Als Folge
hiervon wird das Fluid in der ersten Druckkammer 18, das
bis dahin von dem ersten Anschluss 21 über die Dämpfungskammer 20 frei
abgeführt
wurde, durch die Dämpfungskammer 20 und
den ersten Anschluss 21 abgeführt, wobei die Strömung aufgrund
des Durchströmens
des Drosselventils 3 begrenzt wird. Dementsprechend wird
hierdurch eine Dämpfung
bewirkt und der Kolben 13 hält an seinem Hubende in gedämpfter Weise
an.
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Die
Dämpfungsdichtung 25 ist
eine Lippendichtung mit einseitiger Dichtwirkung und unterbricht den
Flüssigkeitsstrom
in Rückwärtsrichtung,
d.h. den Strom, der von der ersten Druckkammer 18 zu der Dämpfungskammer 20 gerichtet
ist, wobei die Dichtung 25 in Kontakt mit dem Außenumfang
des Dichtelementes 16 steht. Dagegen lässt die Dämpfungsdichtung 25 die
Strömung
in Vorwärtsrichtung,
d.h. die Strömung,
die von der Dämpfungskammer 20 zu der
ersten Druckkammer 18 gerichtet ist, durch. Wenn das Druckfluid
von dem ersten Anschluss 21 der Dämpfungskammer 20 zu
einem Zeitpunkt zugeführt
wird, an dem der Kolben 13 aus der in 1 gezeigten
Position vorwärts
bewegt wird, fließt
dementsprechend das Druckfluid frei in die erste Druckkammer 18,
wobei die Dämpfungsdichtung 25 aufgedrückt wird.
Der Startvorgang kann hierdurch gleichmäßig durchgeführt werden.
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Das
variable Drosselventil 3 ist an einer Seitenfläche des
Zylinderkörpers 10 angebracht
und wie folgt aufgebaut. Wie sich aus 3 ergibt,
ist an einer Seitenfläche
der Endwand 10a des Zylinderkörpers 10 eine kreisförmige Ventilöffnung 30 in
einer Richtung senkrecht zu der Achse L des Zylinderkörpers 10 ausgebildet
und zu dem Zentrum der Dämpfungskammer 20 gerichtet.
Eine zylindrisch geformte Ventilstange 31 ist in der Ventilöffnung 30 angebracht.
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Die
Ventilöffnung 30 besteht
aus einem Abschnitt 30a mit kleinem Durchmesser, der an
der Rückseite
der Ventilöffnung 30 angeordnet
ist, und einem Abschnitt 30b mit großem Durchmesser, der an der
Außenseite
der Ventilöffnung 30 angeordnet ist.
An einer Seitenfläche
des Abschnitts 30a mit kleinem Durchmesser öffnet sich ein erster Durchgang 33,
der mit der ersten Druckkammer 18 verbunden ist. An einer
zentralen Position der Bodenfläche
des Abschnitts 30a mit kleinem Durchmesser öffnet sich ein
zweiter Durchgang 34, der mit der Dämpfungskammer 20 verbunden
ist.
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Wie
sich aus den 4a und 4b ergibt, besteht
die Ventilstange 31 aus einem Hauptschaftabschnitt 31a mit
einem kleinen Durchmesser, der in den Abschnitt 30a mit
kleinem Durchmesser so hinein passt, dass er in engem Gleitkontakt
mit einer Innenumfangsfläche
des Abschnitts 30a mit kleinem Durchmesser steht, und einem
Betätigungsabschnitt 31b mit
großem
Durchmesser, der in den Abschnitt 30b mit großem Durchmesser
hineinpasst, ohne vorzustehen. Die Ventilstange 31 ist
in der Ventilöffnung 30 so
angeordnet, dass die Ventilstange 31 an der Ventilöffnung 30 in
Richtung einer Mittelachse M der Ventilöffnung 30 gehalten
wird, während
sich die Ventilstange 31 frei um die Mittelachse M der
Ventilöffnung 30 (d.h.
auch eine Mittelachse der Ventilstange 31) drehen kann.
Außerdem
ist eine Betätigungsöffnung 39,
die eine winklige Form, bspw. eine Sechskantöffnung oder dgl. aufweist,
um mit Hilfe eines Werkzeugs, bspw. eines Schrauben- oder Inbusschlüssels gedreht
zu werden, an einem zentralen Bereich einer oberen Fläche des
Betätigungsabschnitts 31b ausgebildet.
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Als
Haltevorrichtung zum Halten der Ventilstange 31 in der
Ventilöffnung 30 wird
bei der dargestellten Ausführungsform
ein Halteelement 38, das aus einem ringförmigen Stoppring
besteht, verwendet (vgl. 5). Das Halteelement 38 besteht
aus einem ringförmigen
Grundkörperabschnitt 38a und
einer Vielzahl von Halteelementen 38b, die sich wie Speichen
eines Rades von einem Außenumfang
des Grundkörperabschnitts 38a erstrecken.
Diese Hakelemente 38b haken elastisch an einer Öffnungswand der
Ventilöffnung 30 ein.
Der Grundkörperabschnitt 38a steht
in Gleitkontakt mit einer oberen Fläche der Ventilstange 31.
Vorzugsweise ist an der Ventilwand der Ventilöffnung 30 ein Klauenabschnitt
in Form einer Nut oder Stufe ausgebildet, an welcher ein vorderes
Ende des Grundkörperabschnitts 38a einhakt.
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Die
Haltevorrichtung ist aber nicht auf ein separates Element wie das
Halteelement 38 beschränkt.
Bspw. kann auch eine Gestaltung gewählt werden, bei welcher einer
Haltenut in Umfangsrichtung an einer inneren Umfangsfläche der
Ventilöffnung 30 ausgebildet
ist und ein an einem Außenumfang
der Ventilstange 30 ausgebildeter Vorsprung beweglich in
die Haltenut eingreift.
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In
einem inneren Bereich der Ventilstange 31 ist eine Verbindungsdurchgang 40 zur
Verbindung des ersten Durchgangs 33 mit dem zweiten Durchgang 34 ausgebildet.
Eine erste Öffnung 40a öffnet sich
an einem Ende des Verbindungsdurchgangs 40 an einer Position
zwischen zwei Dichtelementen 41, 41 an einer Seitenfläche des
Hauptschaftabschnitts 31a und kann mit dem ersten Durchgang 33 kommunizieren.
Eine zweite Öffnung 40b des
anderen Endes des Verbindungsdurchgangs 40 öffnet sich
zu einer Bodenfläche
des Hauptschaftabschnitts 31a und steht immer in Verbindung
mit dem zweiten Durchgang 34.
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Außerdem ist
eine Durchflusseinstellnut 42 zur Einstellung eines Verbindungsquerschnitts
der ersten Öffnung 40a des
Verbindungsdurchgangs 40 mit dem ersten Durchgang 33 an
einer äußeren Umfangsfläche des
Hauptschaftabschnitts 33a ausgebildet. Die Durchflusseinstellnut 41 erstreckt
sich in einer Umfangsrichtung um die äußere Umfangsfläche des
Hauptschaftabschnitts 31a von einer Position der ersten Öffnung 40a als
einem Basisende. Die Nutenbreite verringert sich allmählich zu
der Seite des vorderen Endes. Die Nutentiefe verringert sich gleichzeitig
zwischen den beiden Dichtelementen 41, 41. Obwohl
in der Zeichnung die Durchflusseinstellnut 42 mit V-förmigem Querschnitt
dargestellt ist, sind auch andere Querschnittsformen, bspw. eine
U-Form, eine konkave Form, ein Trapezoid oder dgl. verwendbar.
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Das
so aufgebaute variable Drosselventil 3 stellt die Strömung des
Druckfluides durch Veränderung
des Verbindungsquerschnitts (Ventilöffnunggrad) der ersten Öffnung 40a des
Verbindungsdurchgangs 40 und des ersten Durchgangs 33 durch
Drehen der Ventilstange 31a ein. Wenn die erste Öffnung 40a und
der erste Durchgang 33 direkt und vollständig in
Verbindung miteinander stehen, ist das Drosselventil 3 vollständig geöffnet und
der Durchfluss maximiert (vgl. 6a). Wenn
die Ventilstange 31 wie in 6b gezeigt
aus diesem Zustand im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der Ventilöffnungsgrad
allmählich
reduziert und die Strömung
dementsprechend begrenzt. Dies kommt daher, dass die erste Öffnung 40a über die
Durchflusseinstellnut 42 mit dem ersten Durchgang 33 in
Verbindung steht. In diesem Moment entspricht der Ventilöffnungsgrad
einer Querschnittsfläche
eines Bereiches, an dem die Durchflusseinstellnut 42 mit
dem ersten Durchgang 33 in Verbindung steht. Wenn die Ventilstange 31 weiter
gedreht wird, um den in 6c gezeigten
Zustand anzunehmen, wird das Drosselventil 3 vollständig geschlossen
und der Druckfluidstrom unterbrochen, da der erste Durchgang 33 durch
den Hauptschaftabschnitt 31 verschlossen wird.
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Obwohl
die Ventilstange so gestaltet ist, dass sie an einer beliebigen
Betriebsposition durch Reibung gehalten wird, die durch die Kompression
der beiden Dichtelemente 41, 41 bewirkt wird,
kann sie auch so gestaltet sein, dass sie an einer festgelegten Betriebsposition
mit Hilfe einer geeigneten Vorrichtung angehalten wird.
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Die
Ventilstange 31 ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie
an der vollständig
geöffneten
Position und der vollständig
geschlossenen Position an einem Stopper oder dgl. anschlägt, so dass
sie nicht weiter gedreht werden kann.
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Ein
Betriebswinkel der Ventilstange 31 zwischen der vollständig offenen
Position und der vollständig
geschlossenen Position wird entsprechend einer Länge in Umfangsrichtung der
Durchflusseinstellung 42 festgelegt. Obwohl der Betriebswinkel
bei dem dargestellten Beispiel etwa 180° beträgt, kann er durch Verkür zung oder
Verlängerung
der Länge der
Durchflusseinstellnut 42 auch auf einen anderen Wert eingestellt
werden.
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Da
die Durchflusseinstellnut 42 so geformt ist, dass sich
ihre Breite zu dem vorderen Ende allmählich verringert und gleichzeitig
die Tiefe allmählich
abnimmt, kann die Veränderung
des Ventilöffnungsgrades
hinsichtlich des Betriebswinkels der Ventilstange 31 im
Vergleich zu einem Fall, bei dem lediglich die Nutentiefe allmählich verringert
wird, während
die Nutenbreite konstant bleibt, groß sein, so dass der Ventilöffnungsgrad
einfach eingestellt werden kann.
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Der
Durchfluss des durch das Drosselventil 3 abgeführten Fluides
kann durch Einstellen des Ventilöffnungsgrades
durch Drehen der Ventilstange 31 des variablen Drosselventils 3 eingestellt
werden. Außerdem
kann eine Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 13 während der
Dämpfung
gesteuert werden.
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Da
das Drosselventil 3 so aufgebaut ist, dass der Durchfluss
allein durch Drehen der Ventilstange 31 um die Achse M
in der Ventilöffnung 30 eingestellt wird,
kann das variable Drosselventil als kompaktes und einfaches Element
mit einer geringen Teilezahl im Vergleich zu dem herkömmlichen
variablen Drosselventil, bei dem die Ventilstange 31 in
Richtung der Achse M vorwärts
und rückwärts bewegt
wird, hergestellt werden. Das variable Drosselventil kann kompakt
in dem Fluiddruckzylinder angebracht werden.
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Obwohl
bei der dargestellten Ausführungsform
der Kolben 13 so gestaltet ist, dass er an dem Ende des
Rückführhubes
mit Hilfe des Drosselventils 3, der Dämpfungskammer 20 und
des Dichtelementes 16 an einer Kopfseite (Seite der Endwand 10a) des
Fluiddruckzylinders 2 gedämpft angehalten wird, kann
der Kolben 13 auch so gestaltet sein, dass er an einem
Ende des Vorwärtshubes
gedämpft
angehalten wird, indem das Drosselventil 3, die Dämpfungskammer 20 und
das Dichtelement 16 an einer Stangenseite (Seite der Endabdeckung 12)
vorgesehen werden. Alternativ kann die Dämpfungswirkung an beiden Hubenden
des Kolbens 13 ausgeübt
werden, indem das Drosselventil 3, die Dämpfungskammer 20 und
das Dichtelement 16 sowohl an der Kopfseite als auch der
Stangenseite vorgesehen werden.
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In
dem Fall, dass die Dämpfungskammer und
das Dichtelement an der Stangenseite vorgesehen sind, reicht es
außerdem
aus, die Dämpfungsdichtung 25 vorzusehen,
wenn die Stangeneinsetzöffnung 23 der
Endabdeckung 12 als Dämpfungskammer
dient. Es reicht aus, ein hülsenförmiges Dichtelement
um einen Außenumfang
der Kolbenstange 14 vorzusehen.
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7 zeigt
einen Hauptabschnitt einer Fluiddruckzylindervorrichtung mit einem
Drosselventil gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
Bei der Zylindervorrichtung 1B der zweiten Ausführungsform
ist ein variables Drosselventil 43, das an dem Fluiddruckzylinder 2 vorgesehen
ist, als Geschwindigkeitssteuerventil vorgesehen, um die Bewegungsgeschwindigkeit
des Kolbens zu steuern.
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Das
Drosselventil 43 ist im Wesentlichen in der gleichen Weise
aufgebaut wie das Drosselventil 3 der ersten Ausführungsform
und unterscheidet sich von diesem dahingehend, dass der sich zu
einer Seitenfläche
der Ventilöffnung 30 öffnende
erste Durchgang 33 mit einem Anschluss 44 in Verbindung
steht und dass der sich zu einer Bodenfläche der Ventilöffnung 30 öffnende
zweite Durchgang 34 direkt mit einer Druckkammer 45 in
Verbindung steht. Außerdem sind
die Dämpfungskammer
und das Dichtelement der ersten Ausführungsform nicht vorgesehen.
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Der
zweite Durchgang 34 hat zwar die gleiche Größe wie der
Abschnitt 30a mit kleinem Durchmesser der Ventilöffnung 30,
er kann aber auch kleiner sein als der Abschnitt 30a mit
kleinem Durchmesser. Außerdem
kann der Anschluss 44 an einer durch die gestrichelte Linie
angedeuteten Position vorgesehen werden.
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Da
der Aufbau der zweiten Ausführungsform bis
auf die oben beschriebenen Unterschiede der gleiche ist wie der
der ersten Ausführungsform,
werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten
Ausführungsform
versehen. Insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
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Bei
der Zylindervorrichtung 1B der zweiten Ausführungsform
wird ein Durchfluss des von dem Anschluss 44 der Druckkammer 45 zugeführten oder des
von der Druckkammer 45 über
den Anschluss 44 abgeführten
Druckfluides mit Hilfe des Drosselventils 43 eingestellt.
Der Kolben wird mit einer dem eingestellten Durchfluss entsprechenden
Geschwindigkeit hin und her gehend angetrieben.
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Das
Drosselventil 43 kann an der Kopfseite und/oder der Stangenseite
vorgesehen sein.
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Obwohl
bei den Drosselventilen 3, 43 aller Ausführungsformen
die Ventilöffnung 30 und
die Ventilstange 31 einen Abschnitt mit großem Durchmesser
und einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser aufweisen, können die
Ventilöffnung 30 und
die Ventilstange 31 auch einen gleichmäßigen Durchmesser über ihre
gesamte Länge
aufweisen, wie dies bei der in 8 gezeigten
dritten Ausführungsform
der Fall ist. Die dritte Ausführungsform
zeigt das als Dämpfungsventil
dienende Drosselventil 3. Bei dem Drosselventil 3 hat
die Ventilöffnung 30 einen
gleichmäßigen Durchmesser über ihre
gesamte Länge.
An einer Bodenfläche
der Ventilöffnung 30 ist
ein Stufenabschnitt 32 ausgebildet, in dem der zweite Durchgang 34 an
der Bodenfläche
der Ventilöffnung 30 mit
einem Durchmesser vorgesehen wird, der kleiner ist als der der Ventilöffnung 30.
In die Ventilöffnung 30 wird
die Ventilstange 31, die einen gleichmäßigen Durchmesser über ihre
gesamte Länge
hat, eingesetzt. Das vordere Ende der Ventilstange 31 steht
in Kontakt mit dem Stufenabschnitt 32 und hakt daran ein.
Dadurch ist die Ventilstange 31 drehbar in der Ventilöffnung 30 angebracht.
Die Halterung der Ventilstange 31 in der Ventilöffnung 30 erfolgt
auf die gleiche Weise wie bei den ersten und zweiten Ausführungsformen.
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Auch
wenn das Drosselventil 3 bei der ersten Ausführungsform
als Dämpfungsventil
und das Drosselventil 43 bei der zweiten Ausführungsform
als Geschwindigkeitssteuerventil eingesetzt wird, können das
Drosselventil 3 für
die Dämpfung
und das Drosselventil 43 für die Geschwindigkeitssteuerung
auch parallel in einem Fluiddruckzylinder 2 vorgesehen werden.