DE19635876A1 - Ringseitige Dämpfung an druckmittelbetätigten Arbeitszylindern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ringseitige Dämpfung an druckmittelbetätigten Arbeitszylindern, be­ stehend aus einem Gehäuse, mindestens einem im Bereich einer Kolbenstange vorgesehenen Kolben sowie mindestens einer auf der Ringseite des Kolbens angeordneten Dämpfungsein­ richtung in Form einer Buchse, die zwischen Anschlagflächen axial beweglich geführt ist.

Eine derartige ringseitige Dämpfung eines druckmittelbetätigten Arbeitszylinders ist der EP-A 684 391 zu entnehmen, wobei eine auf der Kolbenstange angeordnete Dämpfungsbuchse in eine Durchtrittsöffnung eintaucht und einen gedrosselten Abfluß von Druckmittel aus einer vom Kolben begrenzten Zylinderkammer zu einem Zylinderanschluß für ein langsames Einlaufen des Kolbens in seine Endstellung bewirkt. Der Dämpfungseinrichtung ist ein Rückschlagventil zugeordnet, das eine ungehinderte Druckbeaufschlagung dieser Zylinderkammer vom Zylin­ deranschluß aus für ein schnelles Auslaufen des Kolbens aus seiner Endstellung ermöglicht.

Die Dämpfungsbuchse ist hierbei auf der Kolbenstange zwischen zwei kolbenstangenseitigen Anschlägen axial frei beweglich geführt. Ein Ende der Dämpfungsbuchse bildet an dem der Durchtrittsöffnung zugeordneten Anschlag ein Ventil, das die Funktion des Rückschlagventils übernimmt.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, die in der EP-A 684 391 beschriebene Dämpfungsein­ richtung dahingehend zu optimieren, daß sie einerseits einfacher im Aufbau ist und anderer­ seits die ansonsten in der Endstellung Ausfahren des Zylinders auftretenden Stöße weitestge­ hend minimiert.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Dämpfungsbuchse zwischen An­ schlagflächen des Gehäuses und/oder des das Gehäuse nach außen abschließenden Deckels geführt ist, und daß die Dämpfungsbuchse unter Bildung eines radial innenliegenden Dämp­ fungsspaltes mit mindestens einer durchgehenden, sich etwa axial in Richtung der gehäuse- bzw. deckelseitigen Anschlagfläche erstreckenden Bohrung versehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu ent­ nehmen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Möglichkeit herbeigeführt, die Ausfahrge­ schwindigkeit eines druckmittelbetätigten Arbeitszylinders gezielt durch Reduzierung des Öff­ nungsquerschnittes der Dämpfungseinheit zu verzögern, wodurch die ansonsten in der Endstel­ lung Ausfahren des Zylinders auftretenden Stöße gemindert werden. Von diesem positiven Einfluß sind auch die umliegenden Bauteile, wie Lagerstellen und dgl., betroffen, was sich in einer verlängerten Standzeit bzw. verlängerten Wartungsintervallen bemerkbar macht.

Des weiteren wird die Möglichkeit aufgezeigt, den Zylinder mit einem großen Öffnungsquer­ schnitt über die Bohrungen in der Dämpfungsbuchse mit dem Betriebsmedium zu befüllen und gleichzeitig durch gezielt angeordnete Nuten unter die Ringfläche des Kolbens zu leiten, um somit ein ruckfreies Einfahren der Kolbenstange ohne Unterdruck zu realisieren.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Prinzipskizze eines Hydraulikzylinders mit Andeutung der jeweiligen Endlagen des Kolbens beim Ein- und Ausfahren,

Fig. 2 Teildarstellung der Kolbenstange in verschiedenen Ansichten,

Fig. 3 Teildarstellung der Dämpfungsbuchse in verschiedenen Ansichten.

Fig. 1 zeigt als Prinzipskizze einen hydraulischen Arbeitszylinder 1, der im wesentlichen fol­ gende Bauteile beinhaltet:
ein zylindrisches Gehäuse 2, einen daran angeschweißten Endbereich 3 sowie einen deckelar­ tigen Abschluß 4, wobei das Teil 4 mittels Schrauben 5 gegenüber dem stationären Teil 3 lös­ bar vorgesehen ist. Innerhalb des Gehäuses 2 ist eine mit einem Kolben 6 zusammenwirkende Kolbenstange 7 zwischen einer eingefahrenen Endlage 8 und einer ausgefahrenen Endlage 9 axial hin- und herbeweglich. Über Hydraulikanschlüsse 10, 11 kann die jeweils gewünschte Be­ aufschlagung einerseits der Kolbenfläche 12 und andererseits der Ringfläche 13 realisiert wer­ den. Im Bereich der Bauteile 3, 4 ist eine Dämpfungseinrichtung nach Art einer Dämpfungs­ buchse 14 dergestalt vorgesehen, daß diese zwischen axialen Anschlagflächen 15, 16 der Bauteile 3, 4 mit definiertem axialem Spiel hin- und herbewegbar ist. Die Dämpfungsbuchse 14 weist einen etwa L-förmigen Querschnitt auf und beinhaltet ein Dichtelement 17, das radial an der korrespondierenden inneren Umfangsfläche 18 des Gehäuses 2 dichtend zur Anlage kommt. Zwischen den Stirnflächen 19, 20 der Dämpfungsbuchse 14 erstrecken sich mehrere Bohrungen 21. Die beiden Funktionen des druckmittelbetätigten Arbeitszylinders 1 werden im folgenden kurz erläutert:
Beim Ausfahren der Kolbenstange 7 wird das Hydraulikmedium im Bereich des Hydraulikan­ schlusses 10 zugeführt, wobei infolge des Druckaufbaus im Bereich der Kolbenfläche 12 dieser in Richtung der Dämpfungsbuchse 14 bewegt wird. Kolbenseitig ist die Kolbenstange 7 nach Art eines Dämpfungszapfens 22 mit zum Kolben 6 hin sich erweiterndem Querschnitt ausgebil­ det. Radial zwischen der Kolbenstange 7 und der inneren Umfangsfläche 23 der Dämpfungs­ buchse 14 sind hier nicht weiter erkennbare Dämpfungsnuten und -schrägen vorgesehen, die im Verlauf ihrer Erstreckung von der Stirnfläche 19 zur Stirnfläche 20 sich bezüglich ihrer radia­ len Erstreckung verkleinern. Die Kolbenstange 7 fährt bei der Ausfahrbewegung mit ihrem Dämpfungszapfen 22 in die Dämpfungsbuchse 14 ein, wobei die Dämpfungsbuchse 14 infolge des sich vor ihrer Stirnfläche 19 aufbauenden Drucks zwischenzeitlich an ihrer deckelseitigen Anschlagfläche 15 zur Anlage gekommen ist und somit ein Medienabfluß über die Bohrungen 21 nicht mehr möglich ist. Der Öffnungsquerschnitt 24 wird durch die Dämpfungsnuten und -schrägen mit zunehmendem Weg des Dämpfungszapfens 22 gezielt verkleinert. Durch die damit verbundene Druckerhöhung im Ringraum 13 kann somit lediglich noch ein Medienabfluß über die Dämpfungsnuten sowie die -schrägen realisiert werden. Demzufolge fährt der Kolben 6 mit reduzierter Endgeschwindigkeit in seine Endlage 9 ein, wobei das abfließende Restmedi­ um nur noch durch die verbleibende radiale Querschnittsfläche zwischen Dämpfungszapfen 22 und innerer Umfangsfläche 23 der Dämpfungsbuchse 14 gepreßt wird, die sich mit zunehmen­ dem Weg des Zapfens 22 weiter bis zu einem genau definierten Restquerschnitt verkleinert. Die Verzögerung des Kolbens 6 ist maßgeblich von der Dimensionierung des Durchmessers der Dämpfungsbuchse 14 bzw. des Dämpfungszapfens 22 sowie von Anzahl und Größe der Dämpfungsnuten 23 abhängig.

Beim Wiedereinfahren der Kolbenstange 7 wird das Hydraulikmedium im Bereich des Hydrau­ likanschlusses 11 eingespeist. Infolge des Druckaufbaus im Bereich der Stirnfläche 20 der Dämpfungsbuchse 14 wird diese in Richtung der korrespondierenden gehäuseseitigen Axialan­ schlagfläche 16 gedrückt, wodurch das Hydraulikmedium nun durch die Bohrungen 21 wieder zur Ringseite 13 des Kolbens 6 fließen kann. Gleichzeitig fließt das unter Druck stehende Me­ dium in den Bereich der Dämpfungsnuten 23 und durch die Bohrungen 21 in hier nicht weiter dargestellte stirnseitige Anfahrnuten im Kolben 6 und/oder der Dämpfungsbuchse 14, um die Ringfläche 13 des Kolbens 6 zu befüllen. Mit zunehmendem Weg in Einfahrrichtung vergrö­ ßern sich die Dämpfungsnuten 23 und somit die Querschnittsfläche. Hiermit ist ein ruckfreies Einfahren der Kolbenstange 7 ohne Unterdruck gegeben.

Fig. 2 zeigt als Teilansicht die Kolbenstange 7 in verschiedenen Ansichten. Erkennbar ist der Dämpfungszapfen 22 sowie der Kolben 6, der im Bereich seiner Kolbenfläche 25 mit einer spi­ ralartig verlaufenden Befüllungsnut 26 ausgestattet ist, die das Anfahren der Kolbenstange 7 aus der eingefahrenen Position erleichtert.

Fig. 3 zeigt die Dämpfungsbuchse 14 in verschiedenen Ansichten, die eine ringförmig verlau­ fende Ausnehmung 27 zur Aufnahme des hier nicht weiter dargestellten Dichtelementes bein­ haltet. Ferner erkennbar sind mehrere sich von der Stirnfläche 19 zur Stirnfläche 20 erstrecken­ de Bohrungen 21, die etwa diagonal zwischen diesen Stirnflächen 19, 20 verlaufend im Be­ reich der Stirnfläche 20 auf der radialen Höhe der hier nicht weiter dargestellten Anschlagflä­ che 15 auslaufen. Ferner erkennbar ist eine Einlaufschräge 28 für den nicht weiter dargestell­ ten Dämpfungszapfen. In ihrer Höhe veränderliche Dämpfungsnuten 29 erstrecken sich von der Stirnfläche 19 in Richtung der Stirnfläche 20, wobei die radiale Höhe zur Stirnfläche 20 hin abnimmt.

Claims (10)

1. Ringseitige Dämpfung an druckmittelbetätigten Arbeitszylindern (1), bestehend aus ei­ nem Gehäuse (2), mindestens einem im Bereich einer Kolbenstange (7) vorgesehenen Kolben (6) sowie mindestens einer auf der Ringseite (13) des Kolbens (6) angeordneten Dämpfungseinrichtung (14) in Form einer Buchse, die zwischen Anschlagflächen (15, 16) axial beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsbuchse (14) zwischen Anschlagflächen (15, 16) des Gehäuses (2) und/oder des das Gehäuse (2) nach außen abschließenden Deckels (3, 4) geführt ist, und daß die Dämpfungsbuchse (14) unter Bildung eines radial innenliegenden Dämpfungsspaltes mit mindestens einer durchgehenden, sich etwa axial in Richtung der gehäuse- bzw. deckelseitigen Anschlag­ fläche (15) erstreckenden Bohrung (21) versehen ist.

2. Ringseitige Dämpfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs­ buchse (14) einen etwa L- oder Z-förmigen Querschnitt aufweist.

3. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagbereiche der Dämpfungsbuchse (14) im radial außenliegenden Schenkel des L- bzw. Z-förmigen Profils vorgesehen sind.

4. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch mehrere Bohrungen (21), die sich - bezogen auf den Querschnitt des Profils - etwa diagonal von der inneren in Richtung der äußeren Umfangsfläche der Dämpfungsbuchse (14) erstrecken.

5. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im gehäuseseitigen Schenkel des Profils außerhalb der gehäuseseitigen Anschlagfläche (16) mindestens ein radial sich in Richtung der korrespondierenden Gehäuseumfangsflä­ che (18) erstreckendes Dichtelement (17) vorgesehen ist.

6. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der der Kolbenstange (7) zugewandte Umfangsbereich der Dämpfungsbuchse (14) mit etwa taschenartig ausgebildeten Dämpfungsnuten (29) versehen ist.

7. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsnuten (29) sich, ausgehend von der kolbenseitigen Stirnfläche (19), in Rich­ tung der deckelseitigen Stirnfläche (20) erstrecken.

8. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dämpfungsnuten (29) in Bezug auf ihre Höhe in Richtung auf die deckelseitige Stirn­ fläche (20) verringern.

9. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest ein Teil des vor dem Kolben (6) liegenden Kolbenstangenbereiches (22), eine Art Dämpfungszapfen bildend, beim Ausfahren der Kolbenstange (7) in die Dämpfungs­ buchse (14) eintaucht.

10. Ringseitige Dämpfung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Dämpfungsbuchse (14) eintauchende Dämpfungszapfen (22) der Kolbenstange (7) sich zum Kolben (6) hin etwa konisch erweitert.