DE1625651B2 - PNEUMATICALLY DRIVEN CYLINDER-PISTON UNIT WITH HYDRAULIC CUSHIONING OF THE RETURN MOVEMENT - Google Patents

PNEUMATICALLY DRIVEN CYLINDER-PISTON UNIT WITH HYDRAULIC CUSHIONING OF THE RETURN MOVEMENT

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DE1625651B2 DE19671625651 DE1625651A DE1625651B2 DE 1625651 B2 DE1625651 B2 DE 1625651B2 DE 19671625651 DE19671625651 DE 19671625651 DE 1625651 A DE1625651 A DE 1625651A DE 1625651 B2 DE1625651 B2 DE 1625651B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein pneumatisch angetriebenes Zylinder-Kolben-Aggregat zum Antreiben einer vor- und zurücklaufenden Einrichtung in der Vorlaufrichtung und zum Dämpfen ihrer Rücklaufbewegung, das eine hohle Kolbenstange und ein in der hohlen Kolbenstange angeordnetes, einen Hohlraum bildendes Rohr besitzt, welches ein am Zylinder befestigtes Mittelrohr umschließt, wobei im sich beim Rückhub verkleinernden Innenraum des Rohres befindliches flüssiges Fluid durch eine Drosselstelle gedrückt wird.The invention relates to a pneumatically driven cylinder-piston unit for driving a forward and backward moving device in the forward direction and to dampen its return movement, a hollow piston rod and a cavity arranged in the hollow piston rod has forming tube, which encloses a central tube attached to the cylinder, in which at Return stroke reducing the interior of the pipe located liquid fluid pressed through a throttle point will.

Bei einem bekannten Zylinder-Kolben-Aggregat dieser Art sitzt auf dem Mittelrohr unverschiebbar ein Hilfskolben, dem die hohle Kolbenstange des Hauptkolbens als Zylinder dient und der bei einer Verschiebung des Hauptkolbens den sich an seine eine Stirnseite anschließenden Ringraum, der mit Öl gefüllt und durch eine fest mit der hohlen Kolbenstange verbundene Dichtung abgeschlossen ist, verkleinert und im entsprechenden Maße den sich an seine andere Stirnfläche anschließenden und ebenfalls durch eine mit der hohlen Kolbenstange fest verbundene Dichtung abgeschlossenen Ringraum vergrößert. Die Dämpfungswirkung wird dabei dadurch erzielt, daß das Öl durch ein Drosselventil von einem Ringraum in den anderen strömt. Das Drosselventil ist im Mittelrohr angeordnet und muß mittels Preßluft von außen her gesteuert werden. Das Aggregat ist daher sehr aufwendig, und zwar nicht nur wegen des Steuerventils und dessen Steuerung, sondern auch wegen der notwendigen drucksicheren Dichtungen an den beiden Enden der sich an den Hilfskolben anschließenden Ringräume. Ein weiterer, erheblicher Nachteil besteht darin, daß diese Dichtungen sowie das Drosselventil und der Hilfskolben die Leistung des Aggregates als Dämpfer und seine Betriebssicherheit vermindern. Andere bekannte Zylinder-Kolben-Aggregate zum Antreiben einer vor- und zuriicklaufenden Einrichtung in der Vorlauf richtung und zum Dämpfen ihrer Rücklaufbewegung benötigen zur Erzielung einer Dämpfung ein oder mehrere Ventile und besitzen eine noch aufwendigere Konstruktion, weshalb auch sie die Nachteile eines hohen Aufwandes, einer begrenzten Leistung und einer unbefriedigenden Betriebssicherheit besitzen.In a known cylinder-piston unit of this type, it sits immovably on the central tube an auxiliary piston, to which the hollow piston rod of the main piston serves as a cylinder and which in a Displacement of the main piston the annulus adjoining its one end face, which is filled with oil filled and closed by a seal firmly connected to the hollow piston rod, reduced in size and to the corresponding extent those adjoining its other end face and likewise by a seal firmly connected to the hollow piston rod enlarged. The damping effect is achieved by the fact that the oil through a throttle valve of one annulus flows into the other. The throttle valve is located in the central tube and must be means of Compressed air can be controlled from the outside. The unit is therefore very expensive, and not only because of the control valve and its control, but also because of the necessary pressure-proof seals at the two ends of the annular spaces adjoining the auxiliary piston. Another, significant one Disadvantage is that these seals, as well as the throttle valve and the auxiliary piston, the performance of the unit as a damper and reduce its operational reliability. Other known cylinder-piston units to drive a forward and backward device in the forward direction and to Damping their return movement requires one or more valves to achieve damping and have an even more complex construction, which is why they also have the disadvantages of high expenditure, have limited performance and unsatisfactory operational reliability.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zylinder-Kolben-Aggregat zu schaffen, das konstruktiv einfacher, leistungsfähiger und betriebssicherer ist als die bekannten Aggregate. Diese Aufgabe ist, ausgehend von einem Aggregat der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohr fest mit der hohlen Kolbenstange verbunden ist und daß die Drosselstelle zwischen dem als Ansaugrohr für das Fluid ausgebildeten Mittelrohr und dem Rohr vorgesehen ist.The invention is based on the object of a cylinder-piston unit to create that is structurally simpler, more efficient and more reliable than the known aggregates. This task is based on a unit of the aforementioned Art, according to the invention achieved in that the tube is firmly connected to the hollow piston rod and that the throttle point between the central pipe, designed as a suction pipe for the fluid, and the pipe is provided.

Die abgesehen von dem in der Ansaugleitung für das flüssige Fluid erforderlichen Rückschlagventil ventillose Bauweise gewährleistet nicht nur eine große Leistung des Dämpfers und eine große Betriebssicherheit, sondern führt auch zu einer einfachen Konstruktion und damit zu relativ niedrigen Herstellungskosten. Die einfache Konstruktion ist auch dadurch bedingt, daß zum Ansaugen des flüssigen Fluids kein in einem Zylinder laufender Kolben erforderlich ist, sondern daß hierzu der Hohlraum im Rohr 12 ausgenutzt wird. Ferner sind keine drucksicheren Dichtungen für das Fluid erforderlich, was die Konstruktion weiter vereinfacht und die Betriebssicherheit erhöht.The non-return valve required apart from the one in the suction line for the liquid fluid valveless design not only ensures a high performance of the damper and a high level of operational reliability, but also leads to a simple construction and thus to a relatively low manufacturing cost. The simple construction is also due to the fact that to suck in the liquid Fluids no piston running in a cylinder is required, but that for this purpose the cavity in the Tube 12 is used. Furthermore, no pressure-tight seals are required for the fluid, what the construction is further simplified and the operational reliability is increased.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drosselstelle zwischen dem Mittelrohr und der Innenwandung des Rohres einen sich verringernden Querschnitt auf. Dieser sich verringernde Querschnitt wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß man für das Rohr einen konstanten Innendurchmesser und für das Mittelrohr mindestens in der Nähe seines in das Rohr hineinragenden Endes einen sich kontinuierlich ändernden Außendurchmesser vorsieht.In a preferred embodiment, the throttle point has between the central tube and the inner wall of the pipe has a decreasing cross-section. This decreasing cross-section is advantageously achieved by having a constant inside diameter for the pipe and for the central tube, at least in the vicinity of its end protruding into the tube, a continuous one provides changing outer diameter.

Hierdurch läßt sich mit sehr geringem Fertigungsaufwand die Drosselstelle verwirklichen. Ferner bietet die Bildung der Drosselstelle zwischen dem Innenmantel des Rohres und dem Außenmantel des Mittelrohres wegen der Relativbewegung beider Rohre zueinander während des Hubes des Aggregates die Möglichkeit, eine sich während des Hubes verändernde Drosselwirkung vorzusehen.As a result, the throttle point can be implemented with very little manufacturing effort. Also offers the formation of the throttle point between the inner jacket of the pipe and the outer jacket of the central pipe because of the relative movement of the two tubes to each other during the stroke of the unit Possibility of providing a throttling effect that changes during the stroke.

Mit besonderem Vorteil wird das erfindungsgemä-The inventive

ße Aggregat einem Ablängsägeschlitten einer Schweißrohrfertigungsstraße zugeordnet, da es hier auf hohe Leistung und hohe Betriebssicherheit ankommt. ße unit assigned to a cross-cut saw carriage of a welding pipe production line, as it is here what counts is high performance and high operational reliability.

Das erfindungsgemäße Aggregat kann auch einem zweiten, gleich ausgebildeten Aggregat so zugeordnet sein, daß das erste die vor- und zurücklaufende Einrichtung in Vorlaufrichtung antreibt und ihre Bewegung beim Rücklauf dämpft, während die zweite die Bewegung der Einrichtung am Ende des Vorlaufes dämpft und ihren Rücklauf bewirkt. Hierdurch kann, wenn für den Rücklauf ein Antrieb erforderlich ist, ohne zusätzlichen Aufwand eine äußerst wirksame Dämpfung auch am Ende des Vorlaufes erreicht werden. The assembly according to the invention can also be assigned to a second, identically designed assembly be that the first drives the forward and backward device in the forward direction and their movement while the second dampens the movement of the device at the end of the forward movement dampens and causes their return. This means that if a drive is required for the return, extremely effective attenuation can also be achieved at the end of the run without additional effort.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Aggregats im einzelnen erläutert. In the following the invention is based on an embodiment shown in the drawing an assembly according to the invention explained in detail.

Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels.The single figure shows a longitudinal section of the embodiment.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Zylinder-Kolben-Aggregat dient in Richtung eines Pfeiles L als Antriebsorgan und in Richtung eines Pfeiles A als Stoßdämpfer. Ein Kopf 1 α des Aggregates 1 ist mit einem im Ausführungsbeispiel aus Gummi bestehenden elastischen Puffer 2 versehen und auf der diesem gegenüberliegenden Seite mit einer hohlen Kolbenstange 3 fest verbunden, die ihrerseits am anderen Ende mit einem Kolben 4 verbunden ist.A cylinder-piston unit designated as a whole by 1 serves as a drive element in the direction of an arrow L and as a shock absorber in the direction of an arrow A. A head 1 α of the unit 1 is provided with an elastic buffer 2 made of rubber in the exemplary embodiment and firmly connected on the opposite side to a hollow piston rod 3 which, in turn, is connected to a piston 4 at the other end.

Der Kolben 4 ist gleitend verschiebbar in einer den Zylinderraum bildenden Ringkammer 5 gelagert, die durch feststehende Wände, nämlich eine Außenwand 6, eine Innenwand 7, einen hinteren Boden 8 und einen vorderen Boden 9 begrenzt ist. Letzterer ist zur Ermöglichung der Gleitbewegung der Kolbenstange 3 in der Mitte offen und trägt gegen das Innere der Ringkammer hin Puffer 10, die Anschläge für Jen Kolben 4 bilden. Diese Anschläge können auch beispielsweise aus einem einzigen Ringwulst bestehen. In die Ringkammer 5 wird durch eine Öffnung !1 von einer geeigneten Preßluftquelle aus Preßluft zeitweilig eingeleitet.The piston 4 is slidably mounted in an annular chamber 5 which forms the cylinder space and which by fixed walls, namely an outer wall 6, an inner wall 7, a rear floor 8 and a front floor 9 is delimited. The latter is to allow the piston rod to slide 3 open in the middle and carries against the inside of the annular chamber buffer 10, the stops for Jen flask 4 form. These stops can also consist, for example, of a single annular bead. In the annular chamber 5 is through an opening! 1 from a suitable compressed air source of compressed air temporarily initiated.

Am Kopf 1 α des Aggregats 1 ist ein im Innern der Kolbenstange 3 angeordnetes, einen Hohlraum 13 bildendes Rohr 12 vorgesehen. Die Zentrierung des Rohres 12 in der Kolbenstange 3 erfolgt durch einen Zentrierkolben 14, der auf der Innenfläche der mit dem hinteren Boden 8 verbundenen Innenwand 7 gleitet. Das Rohr 12 umschließt, mindestens auf einem Teil seiner Länge, ein mit dem hinteren Boden 8 fest verbundenes Mittelrohr 15 und steht über einen Kanal 16 mit einem nicht dargestellten, ein flüssiges Fluid enthaltenden Behälter in Verbindung. Andererseits steht der zwischen der Innenwand 7 und dem Mittelrohr 15 liegende Ringraum über eine im hinteren Boden 8 vorgesehene Öffnung 17 mit einem zum Fluidbehälter führenden Rücklauf kreis in Verbindung.At the head 1 α of the unit 1, a tube 12, which is arranged in the interior of the piston rod 3 and forms a cavity 13, is provided. The tube 12 is centered in the piston rod 3 by a centering piston 14 which slides on the inner surface of the inner wall 7 connected to the rear base 8. The tube 12 encloses, at least over part of its length, a central tube 15 firmly connected to the rear base 8 and is connected via a channel 16 to a container (not shown) containing a liquid fluid. On the other hand, the annular space lying between the inner wall 7 and the central tube 15 is connected via an opening 17 provided in the rear floor 8 with a return circuit leading to the fluid container.

Beim Rückhub des Kolbens 4 wird das Fluid aus dem Hohlraum 13 durch den Ringspalt zwischen derDuring the return stroke of the piston 4, the fluid is from the cavity 13 through the annular gap between the

ίο Innenwand des Rohres 12 und der Außenwand des Mittelrohres 15 hindurch in Richtung zur Öffnung 17 gedrückt. Dieser Ringspalt ist als Drosselstelle ρ mit einer progressiven Querschnittsverringerung zum freien Ende des Rohres 12 hin ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel ist, wie in der Zeichnung zu sehen ist, die Querschnittsverminderung durch eine progressive Verringerung der Wandstärke des Mittelrohres 15 erreicht, durch die eine progressive Verringerung des Rohraußendurchmessers erzeugt wird, während der Innendurchmesser des Rohres 12 konstant ist.ίο the inner wall of the tube 12 and the outer wall of the central tube 15 pressed through in the direction of the opening 17. This annular gap is designed as a throttle point ρ with a progressive reduction in cross section towards the free end of the tube 12. In the exemplary embodiment, as can be seen in the drawing, the reduction in cross section is achieved by a progressive reduction in the wall thickness of the central tube 15, which produces a progressive reduction in the outer diameter of the tube, while the inner diameter of the tube 12 is constant.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: In seiner Ausgangsstellung befindet sich der Kolben 4 am Ende seines Hubs in Pfeilrichtung A. Wird nun durch die Öffnung 11 Preßluft eingelassen, so wird der Kolben 4 in Richtung des Pfeils L gestoßen. Das Aggregat 1 führt hierdurch seine Antriebsbewegung aus. Die plötzliche Verschiebung des Kolbens 4 und insbesondere des Rohres 12 hat zur Folge, daß über das Mittelrohr 15 das flüssige Fluid angesaugt wird, so daß der Hohlraum 13 sich mit diesem Fluid füllt. Am Ende des Vorlaufhubs, wenn der Kolben 4 an die Puffer 10 anschlägt, wird die Preßluftzufuhr durch nicht dargestellte Mittel unterbrochen.The operation of the device is as follows: In its starting position, the piston 4 is at the end of its stroke in the direction of the arrow A. If compressed air is now admitted through the opening 11, the piston 4 is pushed in the direction of the arrow L. As a result, the unit 1 carries out its drive movement. The sudden displacement of the piston 4 and in particular of the tube 12 has the consequence that the liquid fluid is sucked in via the central tube 15, so that the cavity 13 is filled with this fluid. At the end of the forward stroke, when the piston 4 strikes the buffer 10, the supply of compressed air is interrupted by means not shown.

Wenn die durch das Aggregat in Pfeilrichtung L bewegte Einrichtung, beispielsweise ein Schlitten, der in einer Schweißrohrfertigungsstraße eine Ablängsäge trägt, wieder zurückläuft und dabei an das Aggregat anschlägt, so wirkt dieses als hydraulischer Stoßdämpfer, der die Bewegung in Richtung des Pfeiles A der Einrichtung abbremst, weil das im Hohlraum 13 enthaltene Fluid durch die Drosselstelle ρ hindurchgedrückt werden muß, ehe es zum Behälter über die Öffnung 17 zurückfließen kann. Selbstverständlich weist der Hydraulikkreis ein Rückschlagventil auf, so daß das Fluid tatsächlich durch die Drosselstelle ρ und nicht durch das Mittelrohr 15 zurückströmt, das ausschließlich für die Ansaugung dient.When the device moved by the unit in the direction of arrow L , for example a carriage carrying a cross-cut saw in a welding pipe production line, runs back and strikes the unit, it acts as a hydraulic shock absorber that brakes the movement in the direction of arrow A of the device because the fluid contained in the cavity 13 has to be forced through the throttle point ρ before it can flow back to the container via the opening 17. Of course, the hydraulic circuit has a check valve so that the fluid actually flows back through the throttle point ρ and not through the central pipe 15, which is used exclusively for suction.

Abwandlungen, beispielsweise in der Art, daß an Stelle der Drosselstelle ρ mit progressiv verringertem Querschnitt Kanäle vorgesehen sind, sind selbstverständlich möglich.Modifications, for example in the manner that instead of the throttle point ρ, channels are provided with a progressively reduced cross-section, are of course possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (5)

Patentansp rüche:Patent claims: 1. Pneumatisch angetriebenes Zylinder-Kolben-Aggregat zum Antreiben einer vor- und zurücklaufenden Einrichtung in der Vorlaufrichtung und zum Dämpfen ihrer Rücklaufbewegung, das eine hohle Kolbenstange und ein in der hohlen Kolbenstange angeordnetes, einen Hohlraum bildendes Rohr besitzt, welches ein am Zylinder befestigtes Mittelrohr umschließt, wobei im sich beim Rückhub verkleinernden Innenraum des Rohres befindliches flüssiges Fluid durch eine Drosselstelle gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) fest mit der hohlen Kolbenstange (3) verbunden ist und daß die Drosselteile (p) zwischen dem als Ansaugrohr für das Fluid ausgebildeten Mittelrohr (15) und dem Rohr (12) vorgesehen ist.1. Pneumatically driven cylinder-piston unit for driving a forward and backward moving device in the forward direction and for damping its return movement, which has a hollow piston rod and a tube which is arranged in the hollow piston rod and forms a cavity and which has a central tube attached to the cylinder enclosing, wherein in the decreasing interior of the tube during the return stroke liquid fluid is pressed through a throttle point, characterized in that the tube (12) is firmly connected to the hollow piston rod (3) and that the throttle parts (p) between the suction pipe for the fluid formed central tube (15) and the tube (12) is provided. 2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselteile (p) zwischen dem Mittelrohr (15) und der Innenwand des Rohres2. Unit according to claim 1, characterized in that the throttle parts (p) between the central tube (15) and the inner wall of the tube (12) einen sich verringernden Querschnitt aufweist. (12) has a decreasing cross-section. 3. Aggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) einen konstanten Innendurchmesser aufweist und das Mittelrohr (15) mindestens in der Nähe seines in den Hohlraum3. Unit according to claim 2, characterized in that the tube (12) has a constant inner diameter and the central tube (15) at least in the vicinity of its in the cavity (13) hineinragenden Endes einen sich kontinuierlich ändernden Außendurchmesser hat.(13) protruding end has a continuously changing outer diameter. 4. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es einem Ablängsägeschlitten einer Schweißrohrfertigungsstraße zugeordnet ist.4. Unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is a cross-cut saw carriage is assigned to a welding pipe production line. 5. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einem zweiten, gleich ausgebildeten Aggregat so zugeordnet ist, daß das erste (1) die bewegliche Einrichtung in Vorlaufrichtung antreibt und ihre Bewegung beim Rücklauf dämpft, während das zweite die Bewegung der beweglichen Einrichtung am Ende des Vorlaufs dämpft und ihren Rücklauf bewirkt. 5. Unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that there is a second, identically designed unit is assigned so that the first (1) the movable device in The forward direction drives and its movement at the backward is dampened, while the second the Movement of the movable device at the end of the advance dampens and causes its return.
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