DE102020102288A1

DE102020102288A1 - Damping device for a fluid-actuated working cylinder

Info

Publication number: DE102020102288A1
Application number: DE102020102288.3A
Authority: DE
Inventors: Johannes Volzer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2021-08-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung (100) für einen fluidbetätigbaren Arbeitszylinder, umfassend ein Gehäuse (110), in dem eine Arbeitskammer (120) angeordnet ist, einen Steuerkanal (170), welcher fluidleitend ausgebildet und in einer Abschlusswand (130) an der Arbeitskammer (120) angeordnet ist, einen Kolben (140), welcher in der Arbeitskammer (120) des Gehäuses (110) linear verschiebbar angeordnet ist, einen Absperrkörper (180), welcher mit dem Kolben (140) axial gekoppelt ist, und der einen kolbennahen Abschnitt (190) sowie einen kolbenfernen Abschnitt (200) aufweist, wobei der kolbennahe Abschnitt (190) mindestens einen axial verlaufenden Dämpfungskanal (210) aufweist, einen Dichtungsring (230) mit einer Dichtlippe (240), welcher an einem Innenumfang (220) des Steuerkanals (170) koaxial angeordnet ist, wobei die Dichtlippe (240) an dem Absperrkörper (180) angelegt ist, sobald der Absperrkörper (180) bei einer Annäherung des Kolbens (140) an seine Kolbenendlage in den Steuerkanal (170) eingetaucht ist, wobei der Dichtungsring (230) mindestens einen an seinem Innenumfang axial verlaufend angeordneten Zusatzdämpfungskanal (260) aufweist.Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Dämpfungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, mit den Schritten: Verschieben (300) des Kolbens (140) in Richtung seiner Kolbenendlage, Sperren (310) des Steuerkanals (170), in dessen Innen-umfang (220) der Dichtungsring (230) mit seiner Dicht-lippe (240) koaxial angeordnet ist, mittels Eintauchens des kolbenfernen Abschnitts (200) des Absperrkörpers (180) in den Steuerkanal (170), Freigeben (320) eines Kanalteils (270) des Steuerkanals (170) mittels Eintauchens des mindestens denThe present invention relates to a damping device (100) for a fluid-actuated working cylinder, comprising a housing (110) in which a working chamber (120) is arranged, a control channel (170) which is fluid-conducting and in an end wall (130) on the working chamber (120) is arranged, a piston (140) which is arranged linearly displaceable in the working chamber (120) of the housing (110), a shut-off body (180) which is axially coupled to the piston (140), and the one close to the piston Section (190) and a section (200) remote from the piston, the section (190) near the piston having at least one axially extending damping channel (210), a sealing ring (230) with a sealing lip (240) which is attached to an inner circumference (220) of the Control channel (170) is arranged coaxially, the sealing lip (240) being applied to the shut-off body (180) as soon as the shut-off body (180) approaches its piston endl when the piston (140) approaches Age is immersed in the control channel (170), the sealing ring (230) having at least one additional damping channel (260) arranged axially on its inner circumference. The invention also relates to a method for operating a damping device (100) according to one of claims 1 to 10 , with the following steps: moving (300) the piston (140) in the direction of its piston end position, locking (310) the control channel (170), in its inner circumference (220) the sealing ring (230) with its sealing lip (240) is arranged coaxially, by immersing the portion (200) of the shut-off body (180) remote from the piston into the control channel (170), releasing (320) a channel part (270) of the control channel (170) by immersing the at least the

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dämpfungsvorrichtung für einen fluidbetätigbaren Arbeitszylinder, umfassend ein Gehäuse, in dem eine Arbeitskammer angeordnet ist, einen Steuerkanal, welcher fluidleitend ausgebildet und in einer Abschlusswand an der Arbeitskammer angeordnet ist, einen Kolben, welcher in der Arbeitskammer des Gehäuses linear verschiebbar angeordnet ist, und einen Absperrkörper, welcher mit dem Kolben axial gekoppelt ist, und der einen kolbennahen Abschnitt sowie einen kolbenfernen Abschnitt aufweist, wobei der kolbennahe Abschnitt mindestens einen axial verlaufenden Dämpfungskanal aufweist. Ferner umfasst die Dämpfungsvorrichtung einen Dichtungsring mit einer Dichtlippe, welcher an einem Innenumfang des Steuerkanals koaxial angeordnet ist, wobei die Dichtlippe an dem Absperrkörper angelegt ist, sobald der Absperrkörper bei einer Annäherung des Kolbens an seine Kolbenendlage in den Steuerkanal eingetaucht ist. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Dämpfungsvorrichtung.The present invention relates to a damping device for a fluid-actuated working cylinder, comprising a housing in which a working chamber is arranged, a control channel which is fluid-conducting and is arranged in an end wall on the working chamber, a piston which is linearly displaceable in the working chamber of the housing and a shut-off body which is axially coupled to the piston and which has a portion near the piston and a portion remote from the piston, the portion near the piston having at least one axially extending damping channel. Furthermore, the damping device comprises a sealing ring with a sealing lip, which is arranged coaxially on an inner circumference of the control channel, the sealing lip being applied to the shut-off body as soon as the shut-off body is immersed in the control channel when the piston approaches its piston end position. The invention also relates to a method for operating a damping device.

Bei industriellen Arbeitsprozessen ist es ein ständiges Anliegen, die Produktivität zur steigern und dabei die Kosten abzusenken. Daher werden möglichst kurze Zeiten in den Produktionszyklen angestrebt, was für fluidbetätigbare Antriebe hohe Verfahrgeschwindigkeiten zur Folge hat. Die dabei auftretende hohe Energie in der Endlage eines Arbeitszylinders erfordert Endlagendämpfungen, mit denen sich eine Aufprallwucht reduzieren lässt.In industrial work processes, it is a constant concern to increase productivity while lowering costs. The aim is therefore to achieve the shortest possible times in the production cycles, which results in high travel speeds for fluid-actuated drives. The high energy that occurs in the end position of a working cylinder requires end position damping with which the impact force can be reduced.

Im Stand der Technik bekannt sind hierbei verschiedene Vorrichtungen, um eine Überlastung der Antriebe zu vermeiden. Beispielsweise ist eine Vorrichtung zur Endlagendämpfung aus der Druckschrift DE 202007008833 U1 und eine fluidbetätigte Lineareinheit aus der Druckschrift WO 2008/083717 A1 bekannt.Various devices are known in the prior art in order to avoid overloading the drives. For example, a device for end position damping is from the publication DE 202007008833 U1 and a fluid operated linear unit from the document WO 2008/083717 A1 famous.

Nachteilig im Stand der Technik ist, dass bekannte Vorrichtungen immer noch viel Verschleiß und Ausschuss aufgrund von Vibrationen und Erschütterungen in Produktionsanlagen verursachen.The disadvantage of the prior art is that known devices still cause a lot of wear and tear and rejects due to vibrations and shocks in production plants.

Um die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur Endlagendämpfung eines fluidbetätigbaren Arbeitszylinders vorzuschlagen. Daher wird eine Dämpfvorrichtung für einen fluidbetätigbaren Arbeitszylinder vorgeschlagen, welcher eine Reduzierung der Aufprallwucht ermöglicht.In order to overcome the disadvantages of the prior art, the invention is based on the object of proposing an improved device for end position damping of a fluid-actuated working cylinder. Therefore, a damping device for a fluid-actuated working cylinder is proposed which enables the impact force to be reduced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Dämpfvorrichtung für einen fluidbetätigbaren Arbeitszylinder durch den Gegenstand des Anspruchs 1, und im Hinblick auf das Verfahren zum Betreiben der Dämpfvorrichtung durch den Gegenstand des Anspruchs 11 gelöst.According to the invention, this object is achieved with regard to the damping device for a fluid-actuated working cylinder by the subject matter of claim 1, and with regard to the method for operating the damping device by the subject matter of claim 11.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Systems sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous and expedient configurations of the system according to the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass der Dichtungsring mindestens einen an seinem Innenumfang axial verlaufend angeordneten Zusatzdämpfungskanal aufweist. Der Zusatzdämpfungskanal wirkt mit dem axial verlaufenden Dämpfungskanal am kolbennahen Abschnitt des Absperrkörpers zusammen. Sobald der Absperrkörper weit genug in den Dichtungsring eintaucht und somit die Dichtlippe im Bereich des kolbennahen Abschnitts am Absperrkörper anliegt, wird ein Ausströmen von Fluid aus der Arbeitskammer, über den axial verlaufenden Dämpfungskanal des Absperrkörpers, unter der Dichtlippe hindurch in den Zusatzdämpfungskanal des Dichtungsrings und damit in den Steuerkanal ermöglicht.The invention is based on the idea that the sealing ring has at least one additional damping channel arranged axially on its inner circumference. The additional damping channel interacts with the axially extending damping channel on the portion of the shut-off body near the piston. As soon as the shut-off body dips far enough into the sealing ring and thus the sealing lip rests against the shut-off body in the area of the section near the piston, fluid will flow out of the working chamber, via the axially running damping channel of the shut-off body, under the sealing lip, into the additional damping channel of the sealing ring and thus in the control channel.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Dämpfvorrichtung besteht darin, dass aufgrund des Zusatzdämpfungskanals der durchströmbare Querschnitt zwischen Absperrkörper und Dichtungsring vergrößert wird, und so zusätzlich Fluid am Innenumfang des Dichtungsrings abströmen kann. Dadurch erfolgt ein schnelleres Abströmen, was einen Aufprall verhindert oder die Aufprallwucht zumindest auf ein Minimum reduziert. Die Kolbenendlage wird also erreicht, während der Kolben nur noch sehr langsam bewegt wird, ohne Rückprallgefahr. Produktionsanlagen werden somit geschont, und deren Verschleiß sowie Ausschuss vermieden oder zumindest deutlich verzögert.The advantage of the damping device according to the invention is that, due to the additional damping channel, the cross section between the shut-off body and the sealing ring that can be flowed through is enlarged, and so fluid can additionally flow off on the inner circumference of the sealing ring. This results in a faster flow, which prevents an impact or at least reduces the impact force to a minimum. The piston end position is reached while the piston is only moved very slowly, without the risk of rebound. Production plants are thus spared and their wear and tear and rejects are avoided or at least significantly delayed.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Dichtungsring mehrere Zusatzdämpfungskanäle auf, welche voneinander beabstandet an dem Innenumfang des Dichtungsrings angeordnet sind. Dabei belegen die Zusatzdämpfungskanäle entweder nur einen Abschnitt des Innenumfangs, also weniger als 360°, oder den gesamten Innenumfang. Eine derartige Anordnung mehrerer Zusatzdämpfungskanäle ist für ein günstiges Strömungsverhalten des Fluids und somit für eine Reduzierung von Vibrationen sowie eine Verbesserung der Endlagendämpfung förderlich.According to a preferred embodiment, the sealing ring has a plurality of additional damping channels which are arranged at a distance from one another on the inner circumference of the sealing ring. The additional damping channels either occupy only a section of the inner circumference, i.e. less than 360 °, or the entire inner circumference. Such an arrangement of several additional damping channels is beneficial for a favorable flow behavior of the fluid and thus for a reduction of vibrations as well as an improvement of the end position damping.

Besonders bevorzugt sind die Zusatzdämpfungskanäle gleichmäßig über den gesamten Innenumfang des Dichtungsrings verteilt angeordnet. Es liegt also zwischen den Zusatzdämpfungskanälen jeweils ein gleichmäßiger Abstand vor. Das Strömungsverhalten des Fluids ist dadurch besonders gleichförmig, und reduziert Vibrationen somit zusätzlich.The additional damping channels are particularly preferably arranged distributed uniformly over the entire inner circumference of the sealing ring. There is therefore an even distance between the additional damping channels. As a result, the flow behavior of the fluid is particularly uniform and thus additionally reduces vibrations.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist der Zusatzdämpfungskanal an einem der Arbeitskammer abgewandten Ende stirnseitig offen ausgebildet. Dadurch wird ein vergrößerter, durchströmbarer Querschnitt zwischen Absperrkörper und Dichtungsring sichergestellt. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn sich der Dämpfungskanal des Absperrkörpers nicht oder noch nicht über ein der Arbeitskammer abgewandtes Ende des Zusatzdämpfungskanals oder des Dichtungsrings hinaus erstreckt.According to the invention, the additional damping channel is designed to be open at an end facing away from the working chamber. This ensures an enlarged, flow-through cross-section between the shut-off body and the sealing ring. This is particularly important if the damping channel of the shut-off body does not or not yet extend beyond an end of the additional damping channel or the sealing ring facing away from the working chamber.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Zusatzdämpfungskanal einen über seine gesamte Länge konstanten Kanalquerschnitt auf. Der durch den Dichtungsring zur Verfügung gestellte durchströmbare Querschnitt, auch als Überströmquerschnitt bezeichnet, ist also während der gesamten Dämpfungsphase gleich. Dadurch ist eine besonders gleichförmige Endlagendämpfung gewährleistet.According to a further preferred embodiment, the additional damping channel has a channel cross section that is constant over its entire length. The cross-section through which the flow can flow provided by the sealing ring, also referred to as the overflow cross-section, is therefore the same during the entire damping phase. This ensures particularly uniform end position cushioning.

Nach einer zusätzlichen Ausführungsform weist der Zusatzdämpfungskanal in einer sich von der Arbeitskammer entfernenden Richtung einen erweiternden Kanalquerschnitt auf. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in dem Zusatzdämpfungskanal bereits vor Eintritt in den weiteren, tieferen Steuerkanal verringert, und somit an die dort vorliegende Strömungsgeschwindigkeit angenähert. Eventuell auftretende Vibrationen und Verwirbelungen können dadurch reduziert werden.According to an additional embodiment, the additional damping channel has a channel cross-section that widens in a direction away from the working chamber. As a result, the flow speed of the fluid in the additional damping channel is already reduced before it enters the further, lower control channel, and thus approximates the flow speed present there. Any vibrations and turbulence that may occur can be reduced in this way.

Ferner ist der Zusatzdämpfungskanal vorzugsweise über eine gesamte axiale Ausdehnung des Dichtungsrings erstreckend ausgebildet. Dadurch ist ein maximal möglicher Wirkungsgrad des Zusatzdämpfungskanals und somit der Endlagedämpfung erreicht.Furthermore, the additional damping channel is preferably designed to extend over an entire axial extent of the sealing ring. As a result, the maximum possible efficiency of the additional damping channel and thus the end position damping is achieved.

Nach einer weiteren Ausführungsform umfasst die Dämpfungsvorrichtung eine Bypassdrossel, welche parallel zum Steuerkanal durch die Abschlusswand hindurchführend angeordnet ist. Mittels des parallelen Überströmens entlang der Bypassdrossel kann die Dämpfungsvorrichtung an verschiedene kinetische Energien angepasst werden.According to a further embodiment, the damping device comprises a bypass throttle which is arranged parallel to the control channel and leading through the end wall. The damping device can be adapted to different kinetic energies by means of the parallel overflow along the bypass throttle.

Das zur Dämpfung genutzte Fluid, beispielsweise Luft, soll lediglich im Bereich der Kolbenendlage schnell abströmen. Für einen idealen und rückprallfreien Dämpfungsdruckverlauf ist ein möglichst steiler Druckabfall erforderlich. Dies geschieht über den mindestens einen erfindungsgemäßen Zusatzdämpfungskanal. Dabei muss der durchströmbare Querschnitt des Zusatzdämpfungskanals nicht nach oben, sondern nur nach unten begrenzt werden. In erster Linie muss ein Resthub eingestellt bzw. ausgelegt werden, ab welchem der Zusatzdämpfkanal greift. Ist der Resthub zu kurz, so reicht die Zeit nicht, um das Fluid, zum Beispiel komprimierte Luft, entweichen zu lassen. Ist der Resthub hingegen zu lang, entweicht das Fluid zu früh, und der Kolben schlägt ohne Widerstand durch.The fluid used for damping, for example air, should only flow away quickly in the area of the piston end position. The steepest possible pressure drop is necessary for an ideal and rebound-free damping pressure curve. This takes place via the at least one additional damping channel according to the invention. The cross-section of the additional damping channel that can be flowed through does not have to be limited at the top, but only at the bottom. First and foremost, a residual stroke must be set or designed from which the additional damping channel takes effect. If the remaining stroke is too short, there is not enough time to allow the fluid, for example compressed air, to escape. If, on the other hand, the remaining stroke is too long, the fluid escapes too early and the piston punctures without resistance.

Gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform weist der Zusatzdämpfungskanal einen rechteckigen, dreieckigen oder halbrunden Querschnitt auf. Der rechteckige Querschnitt hat die Eigenschaft, dass ein relativ großer Überströmquerschnitt zur Verfügung gestellt werden kann. Wenn der Dichtungsring mehrere Zusatzdämpfungskanäle aufweist, können auch Zusatzdämpfungskanäle mit rechteckigem, dreieckigem und halbrunden Querschnitt kombiniert werden. Auf diese Weise kann der Überströmquerschnitt bzw. eine Überströmgeschwindigkeit des Fluids unabhängig von der Anzahl an Zusatzdampfkanälen variiert und wunschgemäß eingestellt werden. Gerade in Bezug auf die Anordnung der Dämpfungskanäle des Absperrkörpers ist somit eine flexiblere Anpassung der Zusatzdämpfungskanäle möglich.According to an additional embodiment, the additional damping channel has a rectangular, triangular or semicircular cross section. The rectangular cross section has the property that a relatively large overflow cross section can be made available. If the sealing ring has several additional damping channels, additional damping channels with rectangular, triangular and semicircular cross-sections can also be combined. In this way, the overflow cross-section or an overflow speed of the fluid can be varied and adjusted as required independently of the number of additional steam channels. With regard to the arrangement of the damping channels of the shut-off body, a more flexible adaptation of the additional damping channels is possible.

Zudem ist der Dichtungsring vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoff, vorzugsweise aus einem Elastomer, hergestellt. Mittels des elastischen Kunststoffs ist beispielsweise die Dichtlippe des Dichtungsrings beim Einführen des Absperrkörpers dehnbar, wodurch die Dichtlippe dichtend an dem Absperrkörper anliegt. Zudem trägt eine Elastizität des Dichtungsrings zusätzlich zur Dämpfung bei. Ein Elastomer eignet sich aufgrund seiner Formfestigkeit bei gleichzeitiger elastischer Verformbarkeit besonders gut als Material für den Dichtungsring.In addition, the sealing ring is preferably made from an elastic plastic, preferably from an elastomer. By means of the elastic plastic, for example, the sealing lip of the sealing ring can be stretched when the shut-off body is inserted, as a result of which the sealing lip lies against the shut-off body in a sealing manner. In addition, the elasticity of the sealing ring also contributes to damping. An elastomer is particularly well suited as a material for the sealing ring due to its dimensional stability with simultaneous elastic deformability.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Dichtungsring aus einem viskoelastischen Material hergestellt. Viskoelastische Materialien beinhalten einen elastischen Anteil und einen viskosen Anteil, wobei der elastische Anteil eine spontane und reversible Verformung bewirkt. Der viskose Anteil hingegen bewirkt eine zeitabhängig irreversible Verformung. Der Dichtungsring würde sich also nach einer Verformung erst allmählich wieder in seine Ursprungsform zurückwandeln. Der Vorteil dieses Effekts ist, dass es keinen Rückschlag oder Rückstoß bei einer Verformung des Dichtungsrings geben kann, der eventuell Vibrationen oder Erschütterungen verursacht.In a further embodiment, the sealing ring is made from a viscoelastic material. Viscoelastic materials contain an elastic part and a viscous part, the elastic part causing a spontaneous and reversible deformation. The viscous part, on the other hand, causes a time-dependent irreversible deformation. The sealing ring would therefore only gradually return to its original shape after deformation. The advantage of this effect is that there can be no kickback or recoil if the sealing ring is deformed, which could possibly cause vibrations or shocks.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Dichtungsring mindestens einen Rückschlagkanal auf, welcher axial verlaufend an einem Außenumfang des Dichtungsrings angeordnet ist. Dabei ist der Rückschlagkanal vorzugsweise derart ausgebildet, dass über diesen nur Fluid in den Arbeitsraum hinein, jedoch nicht hinaus strömen kann. Mittels des Rückschlagkanals werden auch beim Strömen des Fluids durch den Steuerkanal und in den Arbeitsraum hinein Vibrationen und Erschütterungen vermieden oder zumindest reduziert.According to a further preferred embodiment, the sealing ring has at least one non-return channel which is arranged to run axially on an outer circumference of the sealing ring. In this case, the non-return channel is preferably designed in such a way that only fluid can flow through it into the working space, but not out. By means of the non-return channel, vibrations and shocks are avoided or at least reduced even when the fluid flows through the control channel and into the work space.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Dämpfungsvorrichtung durch eine Ausgestaltung als eine mit Gas, vorzugsweise mit Druckluft betriebene pneumatische Dämpfungsvorrichtung gekennzeichnet. Eine derartige Ausgestaltung bietet sich in besonderem Maße an, da es sich bei Gas um ein kompressibles Arbeitsmedium handelt, welches selbst zu einer Dämpfung beitragen kann. Dieser Vorteil wäre bei einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung, welche ein flüssiges und somit nicht kompressibles Arbeitsmedium verwendet, nicht gegeben.In a particularly preferred embodiment, the damping device is characterized by a configuration as a pneumatic damping device operated with gas, preferably with compressed air. Such a configuration is particularly suitable, since gas is a compressible working medium which itself can contribute to damping. This advantage would not be given with a hydraulic damping device which uses a liquid and thus non-compressible working medium.

Hinsichtlich des Verfahrens zum Betreiben einer Dämpfungsvorrichtung, wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 11 gelöst. Ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren umfasst die Schritte: Verschieben des Kolbens in Richtung seiner Kolbenendlage; Sperren des Steuerkanals, in dessen Innenumfang der Dichtungsring mit seiner Dichtlippe koaxial angeordnet ist, mittels Eintauchens des kolbenfernen Abschnitts des Absperrkörpers in den Steuerkanal; und Freigeben zumindest eines Kanalteils des Steuerkanals mittels Eintauchens des mindestens den einen axial verlaufenden Dämpfungskanal aufweisenden kolbennahen Abschnitts des Absperrkörpers in den Dichtungsring. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Durchleitens des Fluids durch den mittels des Dämpfungskanals und des mindestens einen an dem Innenumfang des Dichtungsrings angeordneten axial verlaufenden Zusatzdämpfungskanals ausgebildeten Kanalteil.With regard to the method for operating a damping device, the object is achieved by the features of claim 11. Such a method according to the invention comprises the steps: moving the piston in the direction of its piston end position; Blocking the control channel, in the inner circumference of which the sealing ring is arranged coaxially with its sealing lip, by dipping the portion of the shut-off body remote from the piston into the control channel; and releasing at least one channel part of the control channel by dipping the portion of the shut-off body close to the piston, which has at least one axially extending damping channel, into the sealing ring. The method further comprises the step of passing the fluid through the channel part formed by means of the damping channel and the at least one axially extending additional damping channel arranged on the inner circumference of the sealing ring.

Es ergeben sich dadurch ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung erläutert wurden.This results in advantages similar to those already explained in connection with the damping device according to the invention.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt bei dem Durchleiten des Fluids ein Strömen des Fluids durch mehrere gleichmäßig über den gesamten Innenumfang des Dichtungsrings verteilte Zusatzdämpfungskanäle. Wie bereits erwähnt, haben die derartig verteilten Zusatzdämpfungskanäle den Vorteil eines besonders gleichförmigen Strömungsverhaltens des Fluids, wodurch Vibrationen zusätzlich reduziert werden.According to a preferred embodiment, when the fluid is passed through, the fluid flows through a plurality of additional damping channels evenly distributed over the entire inner circumference of the sealing ring. As already mentioned, the additional damping channels distributed in this way have the advantage of a particularly uniform flow behavior of the fluid, as a result of which vibrations are additionally reduced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts einer erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung, und
2 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts des Details II gemäß 1.

Show it:

1 a schematic representation of a longitudinal section of a damping device according to the invention, and
2 a schematic representation of a longitudinal section of the detail II according to 1 .

Die 1 zeigt einen Längsschnitt einer Dämpfungsvorrichtung 100 mit einem Gehäuse 110. In dem Gehäuse 110 ist eine Arbeitskammer 120 angeordnet, welche von dem Gehäuse 110 und einer Abschlusswand 130 umgeben ist. In der Arbeitskammer 120 ist ein Kolben 140 mit einer Kolbendichtung 150 und einer Kolbenstange 160 angeordnet, wobei die Kolbenstange 160 durch einen in der Abschlusswand 130 angeordneten Steuerkanal 170 führt. Zwischen dem Kolben 140 und dem hier sichtbaren Teil der Kolbenstange 160 ist ein Absperrkörper 180 angeordnet, wobei der Absperrkörper 180 hier als eine Hülse gestaltet ist, welche auf die mindestens bis zum Kolben 140 reichende Kolbenstange 160 aufgeschoben und dort befestigt ist. Der Absperrkörper 180 gliedert sich in einen kolbennahen Abschnitt 190 und einen kolbenfernen Abschnitt 200, wobei in dem kolbennahen Abschnitt 190 mehrere Dämpfungskanäle 210 angeordnet sind. Die Dämpfungskanäle 210 sind als längliche Kanäle auf der Oberfläche des Absperrkörpers 180 ausgebildet und verlaufen in axialer Richtung. Die Dämpfungskanäle erstrecken sich lediglich im Bereich eines kolbennahen Abschnitts 190 und Wechselwirken beim Eintauchen des Absperrkörpers 180 in den Dichtungsring 230 mit dessen axial verlaufenden Zusatzdämpfungskanälen 260. Sobald der Absperrkörper 180 derart tief in den Dichtungsring 230 eingetaucht ist, dass die Dichtlippe 240 im kolbennahen Abschnitt 190 des Absperrkörpers 180 anliegt, wird ein Ausströmen von Fluid aus der Arbeitskammer 120, über den axial verlaufenden Dämpfungskanal 210 am Absperrkörper, unter der Dichtlippe 240 hindurch in den Zusatzdämpfungskanal 260 des Dichtungsrings 230 und damit in den Steuerkanal 170 ermöglicht.the 1 shows a longitudinal section of a damping device 100 with a housing 110 . In the case 110 is a working chamber 120 arranged by the housing 110 and an end wall 130 is surrounded. In the work chamber 120 is a piston 140 with a piston seal 150 and a piston rod 160 arranged, the piston rod 160 through one in the end wall 130 arranged control channel 170 leads. Between the piston 140 and the part of the piston rod that is visible here 160 is a shut-off device 180 arranged, the shut-off body 180 is designed here as a sleeve, which on the at least up to the piston 140 reaching piston rod 160 is pushed open and fastened there. The shut-off body 180 is divided into a section near the piston 190 and a portion remote from the piston 200 , being in the section near the piston 190 several damping channels 210 are arranged. The damping channels 210 are as elongated channels on the surface of the shut-off body 180 formed and extend in the axial direction. The damping channels only extend in the area of a section near the piston 190 and interaction when the shut-off body is immersed 180 in the sealing ring 230 with its axially extending additional damping channels 260 . As soon as the shut-off body 180 so deep into the sealing ring 230 is immersed that the sealing lip 240 in the section near the piston 190 of the shut-off device 180 is applied, there is an outflow of fluid from the working chamber 120 , via the axially running damping channel 210 on the shut-off body, under the sealing lip 240 through into the additional damping channel 260 of the sealing ring 230 and thus in the control channel 170 enables.

An einem Innenumfang 220 des Steuerkanals 170 an der Mündung zur Arbeitskammer 120 ist ein Dichtungsring 230 angeordnet, wobei der Dichtungsring 230 einen der Arbeitskammer 120 zugewandte Dichtlippe 240 aufweist. Die Dichtlippe 240 liegt bei der dargestellten Position des Kolbens 140 an dem kolbenfernen Abschnitt 200 des Absperrkörpers 180 dichtend an. Auf einem Innenumfang 250 des Dichtungsrings 230 sind mehrere Zusatzdämpfungskanäle 260 angeordnet, welche hier in 1 nicht sichtbar sind.On an inner circumference 220 of the control channel 170 at the mouth to the working chamber 120 is a sealing ring 230 arranged, the sealing ring 230 one of the labor chambers 120 facing sealing lip 240 having. The sealing lip 240 lies at the position of the piston shown 140 at the section remote from the piston 200 of the shut-off device 180 sealing. On an inner circumference 250 of the sealing ring 230 are several additional damping channels 260 arranged, which here in 1 are not visible.

Der Steuerkanal 170 ist in der Endlagenstellung bzw. einer endlagennahen Stellung des Kolbens 140 nur über die Dämpfungskanäle 210 und die Zusatzdämpfungskanäle 260 fluidleitend verbunden, wodurch ein Kanalteil 270 ausgebildet ist. Auf einer der Abschlusswand 130 abgewandten Seite des Kolbens 140 ist eine Komponente angeordnet, welche dem Absperrkörper 180 ähnelt. Diese könnte im Zusammenhang mit einer der Abschlusswand 130, dem Steuerkanal 170 und dem Dichtungsring 230 ähnlichen Anordnung an einem gegenüberliegenden Ende der Arbeitskammer 120 eine ähnliche Funktion wie der Absperrkörper 180 erfüllen.The control channel 170 is in the end position or a position of the piston close to the end position 140 only via the damping channels 210 and the additional damping channels 260 fluidly connected, creating a channel part 270 is trained. On one of the final wall 130 remote side of the piston 140 a component is arranged, which is the shut-off body 180 resembles. This could be in connection with one of the end wall 130 , the control channel 170 and the sealing ring 230 similar arrangement on an opposite one End of the working chamber 120 a similar function as the shut-off body 180 fulfill.

Wenn der Kolben 140 sich seiner Endlage, das heißt einer mit dem Kolben 140 oder der Kolbendichtung 150 an der Abschlusswand 130 anliegenden Position, annähert, taucht der Absperrkörper 180 zunächst mit seinem kolbenfernen Abschnitt 200 in die Dichtlippe 240 des Dichtungsrings 230 ein. Der Steuerkanal 170 ist nun zunächst vollständig verschlossen. Erst wenn sich der Absperrkörper 180 weiter der Endlage annähert und mit seinem kolbennahen Abschnitt 190 in die Dichtlippe 240 eintaucht, ist die Arbeitskammer 120 mit dem Steuerkanal 170 über die Dämpfungskanäle 210 und den Zusatzdämpfungskanälen 260 fluidleitend verbunden. Fluid, in diesem Fall Druckluft, kann somit abströmen und die gespeicherte Gasarbeit kann abgebaut werden bzw. sich dekomprimieren.When the piston 140 its end position, i.e. one with the piston 140 or the piston seal 150 on the end wall 130 in the adjacent position, the shut-off body emerges 180 initially with its section remote from the piston 200 in the sealing lip 240 of the sealing ring 230 on. The control channel 170 is now completely closed at first. Only when the shut-off device 180 further approaches the end position and with its section near the piston 190 in the sealing lip 240 immersed is the working chamber 120 with the control channel 170 via the damping channels 210 and the additional damping channels 260 fluidly connected. Fluid, in this case compressed air, can flow off and the stored gas work can be reduced or decompressed.

In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform umfasst die Dämpfungsvorrichtung 100 zudem eine Bypassdrossel, welche parallel zum Steuerkanal 170 durch die Abschlusswand 130 hindurchführend angeordnet ist. Konkret verläuft die Bypassdrossel von der Arbeitskammer 120 bis zu einem tieferen, dem Dichtungsring 230 nachgelagerten Abschnitt des Steuerkanals 170. Die Bypassdrossel dient einer Anpassung der Dämpfungsvorrichtung 100 an verschiedene kinetische Energien.In an embodiment not shown here, the damping device comprises 100 also a bypass throttle, which is parallel to the control channel 170 through the end wall 130 is arranged leading through. Specifically, the bypass throttle runs from the working chamber 120 to a deeper one, the sealing ring 230 downstream section of the control channel 170 . The bypass throttle is used to adapt the damping device 100 of different kinetic energies.

Die 2 zeigt einen Längsschnitt des Dichtungsrings 230 aus 1. Erkennbar ist auch hier wieder die Dichtlippe 240 und der Innenumfang 250 des Dichtungsrings 230. Zusätzlich sind hier in 2 mehrere an dem Innenumfang 250 angeordnete Zusatzdämpfungskanäle 260 dargestellt.the 2 shows a longitudinal section of the sealing ring 230 the end 1 . The sealing lip can also be seen here again 240 and the inner circumference 250 of the sealing ring 230 . In addition, in 2 several on the inner circumference 250 arranged additional damping channels 260 shown.

Diese Zusatzdämpfkanäle 260 ermöglichen ein besseres Abströmen von Fluid, und bilden den Kern der Erfindung.These additional damping channels 260 allow a better outflow of fluid, and form the core of the invention.

Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.All features explained and shown in connection with individual embodiments of the invention can be provided in different combinations in the subject matter according to the invention in order to realize their advantageous effects at the same time.

Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.The scope of protection of the present invention is given by the claims and is not restricted by the features explained in the description or shown in the figures.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100: DämpfungsvorrichtungDamping device
110110: Gehäusecasing
120120: ArbeitskammerWork chamber
130130: AbschlusswandEnd wall
140140: Kolbenpiston
150150: KolbendichtungPiston seal
160160: KolbenstangePiston rod
170170: SteuerkanalControl channel
180180: AbsperrkörperShut-off device
190190: kolbennaher Abschnittsection close to the piston
200200: kolbenferner Abschnittsection remote from the piston
210210: DämpfungskanalDamping channel
220220: Innenumfang des SteuerkanalsInner circumference of the control channel
230230: DichtungsringSealing ring
240240: DichtlippeSealing lip
250250: Innenumfang des DichtungsringsInner circumference of the sealing ring
260260: ZusatzdämpfungskanalAdditional damping channel
270270: KanalteilChannel part
300300: Verschieben des KolbensMoving the piston
310310: Sperren des SteuerkanalsLock the control channel
320320: Freigeben eines KanalteilsRelease part of a channel
330330: Durchleiten des FluidsPassing the fluid

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 202007008833 U1 [0003]
WO 2008/083717 A1 [0003]

Claims

A damping device (100) for a fluid-actuated working cylinder, comprising: - A housing (110) in which a working chamber (120) is arranged, - A control channel (170) which is designed to conduct fluid and is arranged in an end wall (130) on the working chamber (120), - A piston (140) which is arranged in the working chamber (120) of the housing (110) so as to be linearly displaceable, - A shut-off body (180) which is axially coupled to the piston (140) and which has a section (190) close to the piston and a section (200) remote from the piston, the section (190) close to the piston having at least one axially extending damping channel (210) having, - A sealing ring (230) with a sealing lip (240) which is arranged coaxially on an inner circumference (220) of the control channel (170), the sealing lip (240) being applied to the shut-off body (180) as soon as the shut-off body (180) is immersed in the control channel (170) when the piston (140) approaches its piston end position, and - The sealing ring (230) having at least one additional damping channel (260) arranged to run axially on its inner circumference.

Damping device (100) according to Claim 1 , characterized in that the sealing ring (230) has a plurality of additional damping channels (260) which are arranged at a distance from one another on the inner circumference (250) of the sealing ring (230).

Damping device (100) according to Claim 2 , characterized in that the additional damping channels (260) are arranged distributed uniformly over the entire inner circumference (250) of the sealing ring (230).

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional damping channel (260) is designed to be open at one end facing away from the working chamber (120).

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional damping channel (260) has a channel cross section that is constant over its entire length.

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional damping channel (260) has a widening channel cross-section in a direction away from the working chamber (120).

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional damping channel (260) is designed to extend over an entire axial extent of the sealing ring (230).

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the additional damping channel (260) has a rectangular, triangular or semicircular cross section.

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing ring (230) is made from an elastic plastic, preferably from an elastomer.

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the sealing ring (230) has at least one non-return channel which is arranged to run axially on an outer circumference of the sealing ring (230).

Damping device (100) according to one of the preceding claims, characterized by an embodiment as a pneumatic damping device operated with gas, preferably with compressed air.

Method for operating a damping device (100) according to one of the Claims 1 until 11 , with the steps: - moving (300) the piston (140) in the direction of its piston end position, - locking (310) the control channel (170), in the inner circumference (220) of which the sealing ring (230) with its sealing lip (240) is arranged coaxially is, by immersing the portion (200) of the shut-off body (180) remote from the piston into the control channel (170), - releasing (320) a channel part (270) of the control channel (170) by immersing the at least one axially extending damping channel (210) piston-near section (190) of the shut-off body (180) in the sealing ring (230), and - passing (330) the fluid through the means of the damping channel (210) and the at least one on the inner circumference (250) of the sealing ring (230) arranged axially extending additional damping channel (260) formed channel part (270).

Procedure according to Claim 12 , characterized in that when the fluid is passed through (330), the fluid flows through a plurality of additional damping channels (260) evenly distributed over the entire inner circumference (250) of the sealing ring (230).