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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 61 a 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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Aus der
DE 202 19 693 U1 ist ein fluidbetätigter Antrieb bekannt mit einem Gehäuse, in dem ein durch Fluidbeaufschlagung beweglicher Kolben angeordnet ist, der zwei Arbeitskammern voneinander abteilt. Die Arbeitskammern sind jeweils über einen Drosselkanal mit einer Drosseleinrichtung verbunden, über die die Arbeitskammern mit Steuerkanälen kommunizieren. In den Verlauf des Drosselkanals an der jeweiligen Drosseleinrichtung ist ein verdrehbares Drosselglied mit einer Drosselnut über eine zylindrische Aufnahme eingesetzt. Zur Befestigung des Drosselglieds in der Aufnahme ist im Bereich einer äußeren Stirnseite ein das Drosselglied koaxial umschließender Sicherungsring in die Aufnahme eingepresst und liegt axial vor einem Radialvorsprung des Drosselglieds.
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Die
JP 2003-269625 A beschreibt ein Drosselventil sowie eine Magnetventileinheit, bei der auf der äußeren Oberfläche eines Ventilkörpers eine Nut mit sich verändernder Nutenbreite ausgebildet ist. Die Menge eines Fluids, das einem Aktuator zugeführt wird, wird durch Drehung des Drosselventils um seine Längsachse eingestellt. Über den Umfang des Drosselventils erstrecken sich Nuten, wobei in zwei der Nuten O-Ringe eingesetzt sind, während in eine dritten Nut zwei parallele Stifte eingesteckt sind, die ein Herauslösen des Drosselventils aus der Öffnung verhindern.
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Beschreibung der Erfindung
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Es ist 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 Dämpfungskammer 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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Figurenliste
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- 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
- 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in 1,
- 3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 2,
- 4a ist eine Ansicht einer Ventilstange in einem Drosselventil,
- 4b ist eine Seitenansicht der Ventilstange in dem Drosselventil,
- 5 ist eine Draufsicht auf ein Halteelement,
- 6a ist ein Schnitt durch das Drosselventil, wenn dieses in vollständig geöffnetem Zustand ist,
- 6b ist ein Schnitt durch das Drosselventil, wenn dieses in halbgeöffnetem Zustand ist,
- 6c ist ein Schnitt durch das Drosselventil, wenn es in vollständig geschlossenem Zustand ist,
- 7 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Abschnitt der zweiten Ausführungsform,
- 8 ist ein Schnitt durch einen wesentlichen Abschnitt der dritten Ausführungsform und
- 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 ausgebildet. 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 31 b 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 Verkürzung 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.
