DE202022000256U1 - Pneumatic delay device with recyclable materials - Google Patents
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Abstract
Pneumatische Verzögerungsvorrichtung (10) mit einem Zylinder (21) und mit einer in Längsrichtung (15) relativ zum Zylinder (21) verschiebbar gelagerten, eine Kolbenstange (42), einen Kolben (51) und mindestens ein Kolbendichtelement (71; 81) aufweisenden Kolben-Kolbenstangeneinheit (41), wobei der Kolben (51) und alle Kolbendichtelemente (71, 81) innerhalb des Zylinders (21) einen Verdrängungsraum (16) gegen einen Ausgleichsraum (17) abgrenzen, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Zylinder (21) aus einem füllstofffreien thermoplastischen Werkstoff besteht, dessen Zylinderinnenwandung (23) zumindest in einer Bremszone (26) eine gemittelte Rautiefe Rz hat, die mindestens 1 Mikrometer und maximal 10 Mikrometer beträgt und
- dass das mindestens eine Kolbendichtelement (71; 81) aus einem elastomeren Werkstoff mit einer gehärteten, der Innenwandung (23) zugewandten Kontaktzone (72; 82) besteht.
Pneumatic delay device (10) with a cylinder (21) and with a piston which is mounted to be displaceable in the longitudinal direction (15) relative to the cylinder (21) and has a piston rod (42), a piston (51) and at least one piston sealing element (71; 81). - Piston rod unit (41), wherein the piston (51) and all piston sealing elements (71, 81) within the cylinder (21) delimit a displacement space (16) from a compensation space (17), characterized in that
- that the cylinder (21) consists of a filler-free thermoplastic material, the inner cylinder wall (23) of which has, at least in a braking zone (26), an average peak-to-valley height R z of at least 1 micron and a maximum of 10 microns and
- that the at least one piston sealing element (71; 81) consists of an elastomeric material with a hardened contact zone (72; 82) facing the inner wall (23).
Description
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Verzögerungsvorrichtung mit einem gegen die Umgebung verschließbaren Zylinder und mit einer in Längsrichtung relativ zum Zylinder verschiebbar gelagerten, eine Kolbenstange, einen Kolben und mindestens ein Kolbendichtelement aufweisenden Kolben-Kolbenstangeneinheit, wobei der Kolben und alle Kolbendichtelemente innerhalb des Zylinders einen Verdrängungsraum gegen einen Ausgleichsraum abgrenzen.The invention relates to a pneumatic deceleration device with a cylinder that can be closed from the environment and with a piston-piston rod unit that is mounted to be displaceable in the longitudinal direction relative to the cylinder and has a piston rod, a piston and at least one piston sealing element, the piston and all piston sealing elements within the cylinder having a displacement chamber against delimit a compensation space.
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, die Wiederverwertbarkeit der eingesetzten Werkstoffe zu verbessern und die Beeinträchtigung der Umwelt zu verringern.The present invention is based on the problem of improving the recyclability of the materials used and reducing the negative impact on the environment.
Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Dazu besteht der Zylinder aus einem füllstofffreien thermoplastischen Werkstoff, dessen Zylinderinnenwandung zumindest in einer Bremszone eine gemittelte Rautiefe Rz hat, die mindestens 1 Mikrometer und maximal 10 Mikrometer beträgt. Außerdem besteht das mindestens eine Kolbendichtelement aus einem elastomeren Werkstoff mit einer gehärteten, der Innenwandung zugewandten Kontaktzone.This problem is solved with the features of the main claim. For this purpose, the cylinder consists of a filler-free thermoplastic material, the inner cylinder wall of which, at least in one braking zone, has an average peak-to-valley height R z of at least 1 micron and a maximum of 10 microns. In addition, the at least one piston sealing element consists of an elastomeric material with a hardened contact zone facing the inner wall.
In der pneumatischen Verzögerungsvorrichtung wird durch Überdruck im Verdrängungsraum und Unterdruck im Ausgleichsraum eine der Hubbewegung des Kolbens entgegengesetzte Kraft aufbaut. Der Leckagestrom zwischen dem Verdrängungsraum und dem Ausgleichsraum ist hubrichtungsabhängig. Beim Druckaufbau im Verdrängungsraum isoliert der Kolben mit dem Kolbendichtelement oder mit den Kolbendichtelementen den Verdrängungsraum und den Ausgleichsraum fast hermetisch voneinander.In the pneumatic delay device, a force counteracting the lifting movement of the piston is built up by overpressure in the displacement chamber and underpressure in the compensation chamber. The leakage flow between the displacement chamber and the compensation chamber depends on the stroke direction. When pressure builds up in the displacement chamber, the piston with the piston sealing element or with the piston sealing elements almost hermetically insulates the displacement chamber and the compensation chamber from one another.
Die pneumatische Verzögerungsvorrichtung arbeitet schmierstofffrei. Damit entstehen beim Betrieb keine Schmierstoffablagerungen an den sich in einem Reibkontakt berührenden Bauteilen. Die Werkstoffe können problemlos nach Ablauf der Lebensdauer wiederverwendet oder wiederaufbereitet werden.The pneumatic delay device works without lubricant. This means that no lubricant deposits form on the components that are in frictional contact during operation. The materials can easily be reused or reprocessed at the end of their service life.
Die Anpresskraft im Reibkontakt ist über den Hub der Verzögerungsvorrichtung nicht konstant. Die größte Anpresskraft entsteht bei der Anlage der Kontaktzone des Kolbendichtelements oder der Kontaktzonen der Kolbendichtelemente an der Bremszone der Innenwandung des Zylinders. Die genannte Gestaltung der miteinander kontaktierenden Oberflächen zumindest in diesem Bereich ermöglichen ein wiederholbar zuverlässiges Verzögern beispielsweise einer Schublade. Damit kann versagensfrei bei hoher Verzögerungsleistung eine hohe Lastwechselzahl erreicht werden. Die pneumatische Verzögerungsvorrichtung ist auch nach langen Stillstandszeiten problemlos wieder einsetzbar. Die pneumatische Verzögerungsvorrichtung hat damit eine hohe Lebensdauer.The contact pressure in the frictional contact is not constant over the stroke of the delay device. The greatest contact pressure occurs when the contact zone of the piston sealing element or the contact zones of the piston sealing elements come into contact with the braking zone of the inner wall of the cylinder. The stated design of the surfaces that come into contact with one another, at least in this area, enables a drawer, for example, to be decelerated reliably and repeatedly. This means that a high number of load changes can be achieved without failure at high deceleration power. The pneumatic delay device can be used again without any problems even after long downtimes. The pneumatic delay device thus has a long service life.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dargestellter Ausführungsformen.
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1 : Pneumatische Verzögerungsvorrichtung; -
2 : Verzögerungsvorrichtung mit ausgefahrener Kolbenstange; -
3 : Verzögerungsvorrichtung mit eingefahrener Kolbenstange; -
4 : Detail der2 ; -
5 : erstes Kolbendichtelement; -
6 : zweites Kolbendichtelement.
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1 : Pneumatic delay device; -
2 : deceleration device with extended piston rod; -
3 : deceleration device with retracted piston rod; -
4 : Detail of2 ; -
5 : first piston sealing element; -
6 : second piston sealing element.
Die
Die Verzögerungsvorrichtung (10) ist als Zylinder-Kolben-Einheit (11) aufgebaut. Sie hat einen Zylinder (21), in dem eine Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) verschiebbar gelagert ist. Die Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) ist hierbei relativ zum Zylinder (21) von der in den
Der Zylinder (21) hat einen toppförmig ausgebildeten Zylindermantel (22) mit einem integrierten Zylinderboden (28). Der Zylinderboden (28) ist verschlossen. Der Zylinder (21) ist als Spritzgussteil aus einem thermoplastischen Werkstoff hergestellt. Im Ausführungsbeispiel ist der Grundwerkstoff des Zylinders (21) Polyoxymethylen (POM). Der Grundwerkstoff des Zylinders (21) kann auch z.B. Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamide (PA), etc. sein. Das zum Urformen eingesetzte Granulat kann aus wiederaufbereiteten thermoplastischen Werkstoffen hergestellt sein.The cylinder (21) has a top-shaped cylinder jacket (22) with an integrated cylinder base (28). The cylinder base (28) is closed. The cylinder (21) is made as an injection molded part from a thermoplastic material. In the exemplary embodiment, the base material of the cylinder (21) is polyoxymethylene (POM). The base material of the cylinder (21) can also be polyethylene terephthalate (PET), polyvinylidene fluoride (PVDF), polybutylene terephthalate (PBT), polyamide (PA), etc., for example. The granules used for the primary shaping can be made from recycled thermoplastic materials.
Bei der Herstellung des Zylinders (21) kann dem Granulat mindestens ein Masterbatch beigefügt werden. Dieses kann einen Farbstoff aufweisen und/oder einzelne physikalische Eigenschaften des Grundwerkstoffs und/oder eine geometrische Größe beeinflussen. So kann die Zugabe des Masterbatches im späteren Fertigprodukt beispielsweise die Festigkeit, die Oberflächengüte, die elektrische Leitfähigkeit, die Farbgebung, etc. in die vom Hersteller gewünschte Richtung anpassen. Beispielsweise bei einem Farbbatch beträgt die Zugabe etwa 3 Volumenprozent bis 5 Volumenprozent des gesamten, für den Spritzgießprozess bereitgestellten Werkstoffvolumens.At least one masterbatch can be added to the granules during the manufacture of the cylinder (21). This can have a dye and/or influence individual physical properties of the base material and/or a geometric variable. For example, the addition of the masterbatch in the later finished product can adjust the strength, surface quality, electrical conductivity, coloring, etc. in the direction desired by the manufacturer. For example, in the case of a color batch, the addition is about 3 percent by volume to 5 percent by volume of the total material volume provided for the injection molding process.
Das einzelne Masterbatch kann für die Beeinflussung eines einzelnen der genannten Parameter eingesetzt werden. Es ist aber auch denkbar, kombinierte Masterbatches einzusetzen. Mittels derartiger Masterbatches sind z.B. zwei oder mehr der genannten Parameter beeinflussbar. Um eine Veränderung der physikalischen Eigenschaften zu erzielen, kann der Grundwerkstoff z.B. legiert werden. Im Ausführungsbeispiel wird dem Grundwerkstoff ein Farbbatch beigegeben, das zusätzlich die Rauheit der Oberfläche des Fertigprodukts beeinflusst. Im Ausführungsbeispiel beträgt die gemittelte Rautiefe Rz zumindest der Zylinderinnenwandung (23) des Zylinders (21) zwischen einem Mikrometer und zehn Mikrometern. Beispielsweise kann die Rautiefe Rz zwischen einem Mikrometer und fünf Mikrometern betragen.The individual masterbatch can be used to influence one of the parameters mentioned. However, it is also conceivable to use combined masterbatches. By means of such masterbatches, for example, two or more of the parameters mentioned can be influenced. In order to achieve a change in the physical properties, the base material can be alloyed, for example. In the exemplary embodiment, a color batch is added to the base material, which also influences the roughness of the surface of the finished product. In the exemplary embodiment, the mean peak-to-valley height R z of at least the inner wall (23) of the cylinder (21) is between one micrometer and ten micrometers. For example, the peak-to-valley height R z can be between one micrometer and five micrometers.
Der Zylinder (21) kann auch ohne ein die Geometrie der Zylinderinnenwandung (23) beeinflussendes Masterbatch hergestellt werden. So können beispielsweise einzelne Bereiche der Spritzgussform gekühlt werden, um die Werkstückfläche in dem anliegenden Bereich zu verändern. Auch ist es denkbar, z.B. den Innendorn der Spritzgussform, an dem die Zylinderinnenwandung (23) abgeformt wird, bereichsweise aufzurauen. Dies kann z.B. mittels eines Erodierverfahrens erfolgen. Auch hiermit können in einzelnen Bereichen des Zylinders (21) unterschiedliche Oberflächenrauigkeiten erzielt werden. Der hergestellte Zylinder (21) hat dann in den vorgesehenen Bereichen z.B. die oben genannte gemittelte Rautiefe.The cylinder (21) can also be produced without a masterbatch that influences the geometry of the cylinder inner wall (23). For example, individual areas of the injection mold can be cooled in order to change the workpiece surface in the adjacent area. It is also conceivable, for example, to roughen the inner mandrel of the injection mold, on which the cylinder inner wall (23) is molded, in some areas. This can be done, for example, using an eroding process. This can also be used to achieve different surface roughness in individual areas of the cylinder (21). The manufactured cylinder (21) then has, for example, the average surface roughness mentioned above in the intended areas.
Der Zylinder (21) hat im Ausführungsbeispiel einen über seine Länge konstanten kreisförmigen Außendurchmesser. Die Länge des Zylinders (21) beträgt beispielsweise das Fünffache seines Außendurchmessers. Die Zylinderinnenwandung (23) ist koaxial zur Mantelfläche (27) des Zylinders (21) ausgebildet. Die Zylinderinnenwandung (23) ist nichtzylindrisch in der Form eines Kegelstumpfmantels ausgebildet. Die größere Querschnittsfläche dieses Kegelstumpfmantels befindet sich am Zylinderkopf (29) des Zylinders (21), die kleinere Querschnittsfläche am Zylinderboden (28). Die Steigung dieses Entformungskegels beträgt beispielsweise 1:65. Die minimale Wandstärke des Zylindermantels (22) beträgt z.B. 7 % seines Außendurchmessers.In the exemplary embodiment, the cylinder (21) has a circular outer diameter that is constant over its length. The length of the cylinder (21) is, for example, five times its outer diameter. The inner wall (23) of the cylinder is coaxial with the lateral surface (27) of the cylinder (21). The cylinder inner wall (23) is non-cylindrical in the form of a truncated cone. The larger cross-sectional area of this truncated cone is on the cylinder head (29) of the cylinder (21), the smaller cross-sectional area on the cylinder base (28). The slope of this demolding cone is 1:65, for example. The minimum wall thickness of the cylinder jacket (22) is e.g. 7% of its outside diameter.
In dem an den Zylinderkopf (29) angrenzenden Bereich ist die Zylinderinnenwandung (23) als Bremszone (26) ausgebildet. Zumindest in dieser Bremszone (26) hat die Zylinderinnenwandung (23) die genannte gemittelte Rautiefe Rz.In the area adjacent to the cylinder head (29), the cylinder inner wall (23) is designed as a braking zone (26). At least in this braking zone (26), the cylinder inner wall (23) has the average peak-to-valley height Rz.
Der Zylinderboden (28) hat einen in den Zylinderinnenraum (25) ragenden, kegelstumpfförmigen Stempel (31) mit einer Stempelstirnfläche (32). Dieser Stempel (31) begrenzt zusammen mit der Innenwandung einen Ringraum (33). Die Querschnittsfläche des Ringraums (33) beträgt 80 % der größeren Querschnittsfläche des Kegelstumpfmantels. Seine Länge beträgt z.B. ein Siebtel des Kolbenhubs. Der Zylinder (21) kann auch ohne Stempel (31) ausgeführt sein.The cylinder base (28) has a truncated cone-shaped stamp (31) with a stamp face (32) which projects into the cylinder interior (25). This plunger (31), together with the inner wall, delimits an annular space (33). The cross-sectional area of the annular space (33) is 80% of the larger cross-sectional area of the truncated cone. Its length is e.g. one seventh of the piston stroke. The cylinder (21) can also be designed without a stamp (31).
In der Zylinderinnenwandung (23) ist beispielsweise eine Längsnut (24) eingeprägt, vgl.
Der Zylinderkopf (29) ist mittels einer Kolbenstangendichtung (62) verschlossen. Die Kolbenstangendichtung (62) ist eine Zylinderkopfdichtung (62). Sie hat einen außenliegenden Abstützring (63) und eine innenliegende Dichtlippe (64). Sie bildet die Kolbenstangendurchführung (61). Der Abstützring (63) liegt nichtabdichtend an der Kolbenstange (42) an. Die nach außen zeigende Dichtlippe (64) umgreift die Kolbenstange (42) und dichtet in der in der
Die Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) hat eine Kolbenstange (42), die einen Kolben (51) trägt. Die Kolbenstange (42) und der Kolben (51) sind beispielsweise formschlüssig und stoffschlüssig miteinander verbunden. Beispielsweise können sie miteinander verklebt sein. Die Gesamtlänge der Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) ist z.B. um 5 % länger als die Länge des Zylinders (21). Die Querschnittsfläche der beispielsweise aus Kunststoff hergestellten Kolbenstange (42) beträgt im Ausführungsbeispiel ein Achtel des Innenquerschnitts des Zylinders (21) am Zylinderkopf (29). Die Kolbenstange (42) kann biegbar ausgebildet sein.The piston-piston rod unit (41) has a piston rod (42) which carries a piston (51). The piston rod (42) and the piston (51) are, for example, connected to one another in a form-fitting and cohesive manner. For example, they can be glued together. The overall length of the piston-piston rod unit (41) is e.g. 5% longer than the length of the cylinder (21). In the exemplary embodiment, the cross-sectional area of the piston rod (42), which is made of plastic, for example, is one eighth of the internal cross-section of the cylinder (21) on the cylinder head (29). The piston rod (42) can be flexible.
Die Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) hat im Ausführungsbeispiel zwei Kolbendichtelemente (71, 81). Diese sind in der Längsrichtung (15) der Verzögerungsvorrichtung (10) hintereinander angeordnet. Auch der Einsatz eines einzelnen Kolbendichtelements (71; 81) oder eines kombinierten Kolbendichtelements ist denkbar. Bei einem kombinierten Kolbendichtelement hat dieses beispielsweise die Funktionen der beiden im Folgenden beschriebenen Kolbendichtelemente.In the exemplary embodiment, the piston-piston rod unit (41) has two piston sealing elements (71, 81). These are arranged one behind the other in the longitudinal direction (15) of the delay device (10). The use of a single piston sealing element (71; 81) or a combined piston sealing element is also conceivable. In the case of a combined piston sealing element, this has, for example, the functions of the two piston sealing elements described below.
Die Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) grenzt innerhalb des Zylinders (21) mittels des Kolbens (51) und den Kolbendichtelementen (71, 81) einen an den Zylinderboden (28) angrenzenden Verdrängungsraum (16) von einem Ausgleichsraum (17) ab. Der Ausgleichsraum (17) liegt zwischen der Kolbenstangendichtung (62) und einem ersten Kolbendichtelement (71) der Kolbendichtelemente (71, 81).The piston-piston rod unit (41) delimits a displacement chamber (16) adjoining the cylinder base (28) from a compensation chamber (17) inside the cylinder (21) by means of the piston (51) and the piston sealing elements (71, 81). The compensating space (17) lies between the piston rod seal (62) and a first piston sealing element (71) of the piston sealing elements (71, 81).
Die beiden Kolbendichtelemente (71, 81) sind zwischen einer Anschlagschulter (45) der Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) und einer zum Verdrängungsraum (16) orientierten Bundscheibe (56) angeordnet. Das erste Kolbendichtelement (71), vgl. die
Das zweite Kolbendichtelement (81) sitzt in den Darstellungen der
Der elastomere Grundwerkstoff der Kolbendichtelemente (71; 81) ist im Ausführungsbeispiel Nitril-Butadien-Kautschuk. Die einzelnen Kolbendichtelemente (71; 81) können auch Polyurethan (PUR), Polychlorpren-Kautschuk (CR), Butyl-Kautschuk (IIR), Natur-Kautschuk (NR), etc. als Grundwerkstoff enthalten. Hierbei können die einzelnen Kolbendichtelemente (71; 81) aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein.The elastomeric base material of the piston sealing elements (71; 81) is nitrile butadiene rubber in the exemplary embodiment. The individual piston sealing elements (71; 81) can also contain polyurethane (PUR), polychloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), natural rubber (NR), etc. as the base material. The individual piston sealing elements (71; 81) can be made of different materials.
Die Verzögerungsvorrichtung (10) kann auch ein einziges Kolbendichtelement aufweisen, das sowohl einen Manschettenbereich (74) als auch einen Dichtkragen (83) aufweist. Die Gesamtlänge der vom Kolben (51) gehaltenen, unbelasteten Kolbendichtelemente (71, 81) ist im Folgenden als maximale Länge (85) der Kolbendichtelemente (71, 81) bezeichnet.The delay device (10) can also have a single piston sealing element which has both a collar area (74) and a sealing collar (83). The overall length of the unloaded piston sealing elements (71, 81) held by the piston (51) is referred to below as the maximum length (85) of the piston sealing elements (71, 81).
Der Kolben (51) hat im Bereich der Kolbenausnehmung (52) zwei einander gegenüberliegende Längsnuten (53), die mit Aussparungen (57) der Bundscheibe (56) fluchten. Diese Längsnuten (53) verbinden einen Druckraum (18) des ersten Kolbendichtelements (71) mit dem Verdrängungsraum (16).In the area of the piston recess (52), the piston (51) has two longitudinal grooves (53) lying opposite one another, which are aligned with recesses (57) in the collar disk (56). These longitudinal grooves (53) connect a pressure chamber (18) of the first piston sealing element (71) with the displacement chamber (16).
Die Kolbenstange (42) hat in dem an die Anschlagschulter (45) angrenzenden Abschnitt (46) in ihrer Mantelfläche (47) Längskanäle (48). Die Länge der z.B. gleichmäßig am Umfang verteilten Längskanäle (48) entspricht beispielsweise der Dicke der Zylinderkopfdichtung (62) in der Längsrichtung (15). Die Länge des mindestens einen Längskanals (48) entspricht z.B. der Länge der Dichtlippe (64) einschließlich ihres nichtanliegenden Bereichs (65). Der Längskanal (48) ragt in Richtung des Kolbenstangenkopfs (43) aus der Dichtlippe (64) heraus. Seine Tiefe beträgt beispielsweise 3 % des Durchmessers der Kolbenstange (42), seine Breite 16 % des Kolbenstangendurchmessers. Der Gesamtquerschnitt der Längskanäle (48) beträgt damit 5 % des Kolbenstangenquerschnitts.The piston rod (42) has longitudinal channels (48) in its outer surface (47) in the section (46) adjoining the stop shoulder (45). The length of the longitudinal channels (48), which are distributed uniformly around the circumference, for example, corresponds to the thickness of the cylinder head gasket (62) in the longitudinal direction (15). The length of the at least one longitudinal channel (48) corresponds, for example, to the length of the sealing lip (64) including its non-adjacent area (65). The longitudinal channel (48) projects out of the sealing lip (64) in the direction of the piston rod head (43). Its depth is, for example, 3% of the diameter of the piston rod (42), its
Anstatt der hier beschriebenen Längskanäle (48) kann die Kolbenstange (42) auch spiralförmig angeordnete Kanäle aufweisen. Diese können gleich- oder gegenläufig sein, sie können sich schneiden oder durchdringen, etc.Instead of the longitudinal channels (48) described here, the piston rod (42) can also have spirally arranged channels. These can run in the same or opposite directions, they can intersect or penetrate each other, etc.
Im Ausführungsbeispiel ist in der Längsrichtung (15) der Verzögerungsvorrichtung (10) der Abstand der Dichtlippe (64) der Kolbenstangendichtung (62) zum Beginn der Längsnut (24) in der Zylinderinnenwandung (23) länger als der Abstand des Beginns der Längskanäle (48) zur verdrängungsraumseitigen Ende des Dichtkragens (83) des zweiten Kolbendichtelements (81). Die letztgenannte Länge ist die Summe aus der Länge der Längskanäle (48), der Länge eines Übergangsbereichs (44) zwischen den Längskanälen (48) und den Kolbendichtelementen (71, 81) sowie der maximalen Länge (85) aller Kolbendichtelemente (71, 81).In the exemplary embodiment, the distance between the sealing lip (64) of the piston rod seal (62) and the start of the longitudinal groove (24) in the cylinder inner wall (23) is longer in the longitudinal direction (15) of the delay device (10) than the distance from the start of the longitudinal channels (48). to the displacement chamber end of the sealing collar (83) of the second piston sealing element (81). The latter length is the sum of the length of the longitudinal channels (48), the length of a transition area (44) between the longitudinal channels (48) and the piston sealing elements (71, 81) and the maximum length (85) of all piston sealing elements (71, 81) .
Der Kolbenstangenkopf (43) ist beispielsweise linsenförmig ausgebildet. Beispielsweise ist er an ein Mitnahmeelement einer Einzugsvorrichtung ankoppelbar. Es ist auch denkbar, den Kolbenstangenkopf (43) als Anschlagplatte auszubilden. Innerhalb des Zylinders (21) kann zwischen dem Zylinderboden (28) und der Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) eine Rückstellfeder angeordnet sein.The piston rod head (43) is designed, for example, in the shape of a lens. For example, it can be coupled to a driver element of a feed device. It is also conceivable to design the piston rod head (43) as a stop plate. A restoring spring can be arranged inside the cylinder (21) between the cylinder base (28) and the piston-piston rod unit (41).
Nach der Montage begrenzen in diesem Ausführungsbeispiel der Kolben (51) und der Zylinderboden (28) den Verdrängungsraum (16). Der Kolben (51) und der Zylinderkopf (29) begrenzen einen Ausgleichsraum (17). Das Kolbendichtelement (71) und der Kolben (51) begrenzen nun den Druckraum (18), der über die Längsnuten (53) und die Aussparungen (57) mit dem Verdrängungsraum (16) in Verbindung steht.After assembly, the piston (51) and the cylinder base (28) delimit the displacement chamber (16) in this exemplary embodiment. The piston (51) and the cylinder head (29) delimit a compensating chamber (17). The piston sealing element (71) and the piston (51) now delimit the pressure chamber (18), which is connected to the displacement chamber (16) via the longitudinal grooves (53) and the recesses (57).
In der ausgefahrenen Endlage (12), vgl. die
Beispielsweise beim Schließen der Schublade wird in einem an die geschlossene Stellung der Schublade angrenzenden Teilhub die pneumatische Verzögerungsvorrichtung (10) belastet. Die Kolbenstange (42) wird unter dem Einfluss der externen Kraft eingefahren. Der Kolben (51) wird hierbei vom Zylinderkopf (29), vgl.
Der Druck, der sich im Verdrängungsraum (16) aufbaut, wirkt auch auf die Innenfläche des ersten Kolbendichtelements (71) Dieses bildet eine Bremsmanschette (71). Der Manschettenbereich (74) wird radial nach außen gewölbt. Die Kontaktzone (72) des ersten Kolbendichtelements (71) wird an die Bremszone (26) der Zylinderinnenwandung (23) angepresst. Die Reibung zwischen den Kolbendichtelementen (71, 81) und der Zylinderinnenwandung (23) behindert das weitere Verschieben der Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) in Richtung des Zylinderbodens (28).The pressure that builds up in the displacement space (16) also acts on the inner surface of the first piston sealing element (71). This forms a brake sleeve (71). The cuff area (74) is curved radially outwards. The contact zone (72) of the first piston sealing element (71) is pressed against the braking zone (26) of the cylinder inner wall (23). The friction between the piston sealing elements (71, 81) and the cylinder inner wall (23) prevents further displacement of the piston-piston rod unit (41) in the direction of the cylinder base (28).
Bei der Verformung der Bremsmanschette (71) wird das Kolbendichtelement (71) in axialer Richtung verkürzt. Der Stützring (75) wandert entlang der z.B. kegelstumpfförmigen Kolbenausnehmung (52) in Richtung der Kolbenstange (42) und drückt dabei den Verformungsbereich (74) zusätzlich radial nach außen, wobei die Bremswirkung der Bremsmanschette (71) verstärkt wird. Die Verbindungskanäle (53, 57), also die Längsnuten (53) und die Aussparungen (57), werden nicht unterbrochen, so dass der Verdrängungsraum (16) und der Druckraum (18) während des gesamten Hubes miteinander kommunizieren. Die Schublade wird stark verzögert. Die Kolbendichtelemente (71, 81) gleiten mit hoher Gleitreibung entlang der Zylinderinnenwandung (23).When the brake sleeve (71) is deformed, the piston sealing element (71) is shortened in the axial direction. The support ring (75) moves along the e.g. truncated piston recess (52) in the direction of the piston rod (42) and in doing so also presses the deformation area (74) radially outwards, whereby the braking effect of the brake sleeve (71) is increased. The connecting channels (53, 57), ie the longitudinal grooves (53) and the recesses (57), are not interrupted, so that the displacement space (16) and the pressure space (18) communicate with one another throughout the stroke. The drawer is severely delayed. The piston sealing elements (71, 81) slide along the inner wall (23) of the cylinder with high sliding friction.
Mit zunehmendem Hub der Kolbenstange (42) erreicht der Dichtkragen (83) des zweiten Kolbendichtelements (81) den Beginn der Längsnut (24). Sobald der Dichtkragen (83) den zylinderkopfseitigen Rand der Längsnut (24) passiert hat, bildet diese einen Drosselkanal (24). Aus dem Verdrängungsraum (16) wird Luft durch den Drosselkanal (24) hindurch in den Ausgleichsraum (17) verdrängt. Der Druck im Verdrängungsraum (16) fällt z.B. schlagartig ab. Die Bremsmanschette (71) kann hierbei noch an der Zylinderinnenwandung (23) anliegen. Der Anpressdruck der Kolbendichtelemente (71, 81) an der Zylinderinnenwandung nimmt ab. Damit verringert sich der Gleitreibungswiderstand, der der Bewegung der Schublade entgegenwirkt. Das aus dem Verdrängungsraum (16) verdrängte Volumen der Luft ist größer als das Volumen, um das der Ausgleichsraum (17) mit der ihn durchdringenden Kolbenstange (42) vergrößert wird. Der Druck im Ausgleichsraum (17) wird erhöht. Hierbei kann Luft aus dem Ausgleichsraum (17) durch die gegen die Umgebung (1) abdichtende Kolbenstangendichtung (62) hindurch in die Umgebung (1) entweichen.With increasing stroke of the piston rod (42), the sealing collar (83) of the second col sealing element (81) the beginning of the longitudinal groove (24). As soon as the sealing collar (83) has passed the edge of the longitudinal groove (24) on the cylinder head side, this forms a throttle channel (24). Air is displaced from the displacement chamber (16) through the throttle channel (24) into the compensation chamber (17). The pressure in the displacement chamber (16) drops abruptly, for example. The brake sleeve (71) can still rest against the inner wall (23) of the cylinder. The contact pressure of the piston sealing elements (71, 81) on the cylinder inner wall decreases. This reduces the sliding friction resistance that counteracts the movement of the drawer. The volume of air displaced from the displacement space (16) is greater than the volume by which the compensating space (17) with the piston rod (42) penetrating it is increased. The pressure in the expansion chamber (17) is increased. In this way, air can escape from the compensating chamber (17) through the piston rod seal (62) that seals against the environment (1) and into the environment (1).
Sobald sich das erste Kolbendichtelement (71) vollständig von der Innenwandung (23) gelöst hat, strömt zusätzlich Luft aus dem Verdrängungsraum (16) in den Ausgleichsraum (17). Das erste Kolbendichtelement (71) nimmt wieder seine Ausgangslage vor dem Beginn der Hubbewegung an. Die Schublade hat jetzt eine geringe Restgeschwindigkeit. In der geschlossenen Endlage bleibt sie ohne Rückprall stehen. Die Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) liegt in der eingefahrenen Endlage (13) der Verzögerungsvorrichtung (10) beispielsweise an der Stempelstirnfläche (32) an, vgl.
Beim eingefahrenen Kolben (51), vgl.
Nach einem längeren Zeitintervall ohne weitere Betätigung der Verzögerungsvorrichtung (10) gleicht sich der Druck im Verdrängungsraum (16) und im Ausgleichsraum (17) dem Umgebungsdruck an. Es besteht keinerlei Gefahr, dass in der Ruhelage, z.B. bei Materialermüdung, die Verzögerungsvorrichtung (10) durch inneren Unter- oder Überdruck birst.After a lengthy period of time without further actuation of the delay device (10), the pressure in the displacement chamber (16) and in the compensation chamber (17) equalizes the ambient pressure. There is no risk of the deceleration device (10) bursting in the rest position, e.g. due to material fatigue, due to internal negative or positive pressure.
Wird die Schublade wieder ausgezogen, strömt Luft aus dem Ausgleichsraum (17) über den Drosselkanal (24) in den Verdrängungsraum (16). Das erste Kolbendichtelement (71) bleibt weitgehend unverformt und hat zumindest während eines großen Teils des Hubes keinen Kontakt mit der Zylinderinnenwandung (23). Da während der Ausfahrbewegung die Luft weitgehend ungehindert aus dem Ausgleichsraum (17) in den Verdrängungsraum (16) strömt, verläuft die Auszugsbewegung zumindest annähernd widerstandsfrei.If the drawer is pulled out again, air flows out of the compensation chamber (17) via the throttle channel (24) into the displacement chamber (16). The first piston sealing element (71) remains largely undeformed and has no contact with the cylinder inner wall (23) at least during a large part of the stroke. Since the air flows largely unhindered from the compensating chamber (17) into the displacement chamber (16) during the extension movement, the extension movement runs at least approximately without resistance.
Während des Ausfahrens der Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) wird der Ausgleichsraum (17) verkleinert und der Verdrängungsraum (16) vergrößert. Aufgrund des Volumens der Kolbenstange (42) ist das Volumen der verdrängten Luft kleiner als das Volumen, um das der Verdrängungsraum (16) vergrößert wird. Der Luftdruck im Verdrängungsraum (16) und im Ausgleichsraum (17) nimmt ab.During the extension of the piston-piston rod unit (41), the compensating space (17) is reduced and the displacement space (16) is increased. Due to the volume of the piston rod (42), the volume of the displaced air is smaller than the volume by which the displacement space (16) is increased. The air pressure in the displacement space (16) and in the compensation space (17) decreases.
Kurz vor dem Erreichen der ausgefahrenen Endlage (12) der Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) - der Verdrängungsraum (16) hat sein maximales Volumen - erreicht die Dichtlippe (64) der Kolbenstangendichtung (62) die mindestens eine Längsnut (48) auf der Kolbenstange (42). Hiermit wird eine pneumatische Verbindung (19) zwischen dem Zylinderinnenraum (25) und der Umgebung (1) geöffnet. Aus der Umgebung (1) strömt Luft in den Ausgleichsraum (17) und in den Verdrängungsraum (16). Der Luftdruck in diesen Räumen (16, 17) gleicht sich an den Umgebungsdruck an.Shortly before reaching the extended end position (12) of the piston-piston rod unit (41) - the displacement chamber (16) has its maximum volume - the sealing lip (64) of the piston rod seal (62) reaches the at least one longitudinal groove (48) on the piston rod ( 42). This opens a pneumatic connection (19) between the cylinder interior (25) and the environment (1). Air flows from the environment (1) into the compensation chamber (17) and into the displacement chamber (16). The air pressure in these spaces (16, 17) adapts to the ambient pressure.
Beim Wiedereinfahren des Kolbens (51) wird zunächst wieder die pneumatische Verbindung (19) des Zylinderinnenraums (25) mit der Umgebung (1) verschlossen. Die Dichtlippe (64) gelangt auf den zylindrischen Abschnitt (49) der Kolbenstange (42). Erst beim weiteren Einfahren der Kolben-Kolbenstangeneinheit (41) gelangt der Dichtkragen (83) des Wellendichtrings (81) an die Längsnut (24) der Zylinderinnenwandung (23).When the piston (51) retracts again, the pneumatic connection (19) between the cylinder interior (25) and the environment (1) is first closed again. The sealing lip (64) reaches the cylindrical section (49) of the piston rod (42). Only when the piston-piston rod unit (41) is retracted further does the sealing collar (83) of the shaft sealing ring (81) reach the longitudinal groove (24) of the cylinder inner wall (23).
Damit herrscht im Verdrängungsraum (16) bei Beginn jedes Verzögerungshubs der Umgebungsdruck. Die Verzögerungsvorrichtung (10) hat damit eine wiederholbare und konstante Leistung.Thus, the ambient pressure prevails in the displacement chamber (16) at the beginning of each deceleration stroke. The delay device (10) thus has a repeatable and constant performance.
Die Verzögerungsvorrichtung (10) kann auch derart aufgebaut sein, dass der Verdrängungsraum (16) zwischen dem Kolben (51) und der Kolbenstangendichtung (62) angeordnet ist. Die Kolbenstange (42) durchdringt dann den Verdrängungsraum (16). Der Ausgleichsraum (17) befindet sich zwischen dem Kolben (51) und dem Zylinderboden (28).The delay device (10) can also be constructed in such a way that the displacement space (16) is arranged between the piston (51) and the piston rod seal (62). The piston rod (42) then penetrates the displacement space (16). The compensating chamber (17) is located between the piston (51) and the cylinder base (28).
Auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind denkbar.Combinations of the individual exemplary embodiments are also conceivable.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Umgebung vicinity
- 1010
- Verzögerungsvorrichtungdelay device
- 1111
- Zylinder-Kolben-EinheitCylinder-piston unit
- 1212
- ausgefahrene Endlageextended end position
- 1313
- eingefahrene Endlage retracted end position
- 1515
- Längsrichtunglongitudinal direction
- 1616
- Verdrängungsraumdisplacement space
- 1717
- Ausgleichsraumbalancing room
- 1818
- Druckraumpressure room
- 1919
- pneumatische Verbindung pneumatic connection
- 2121
- Zylindercylinder
- 2222
- Zylindermantelcylinder jacket
- 2323
- Zylinderinnenwandungcylinder inner wall
- 2424
- Längsnut, DrosselkanalLongitudinal groove, throttle channel
- 2525
- Zylinderinnenraumcylinder interior
- 2626
- Bremszonebraking zone
- 2727
- Mantelfläche von (21)lateral surface of (21)
- 2828
- Zylinderbodencylinder bottom
- 2929
- Zylinderkopf cylinder head
- 3131
- StempelRubber stamp
- 3232
- Stempelstirnflächepunch face
- 3333
- Ringraum annulus
- 4141
- Kolben-KolbenstangeneinheitPiston-piston rod unit
- 4242
- Kolbenstangepiston rod
- 4343
- Kolbenstangenkopfpiston rod head
- 4444
- Übergangsbereichtransition area
- 4545
- Anschlagschulterstop shoulder
- 4646
- Abschnitt von (42)section of (42)
- 4747
- Mantelfläche von (42)lateral surface of (42)
- 4848
- Längskanälelongitudinal channels
- 4949
- zylindrischer Abschnitt von (42) cylindrical section of (42)
- 5151
- KolbenPistons
- 5252
- Kolbenausnehmungpiston recess
- 5353
- Längsnutenlongitudinal grooves
- 5656
- Bundscheibecollar washer
- 5757
- Aussparungen, Verbindungskanal Recesses, connecting channel
- 6161
- KolbenstangendurchführungPiston rod bushing
- 6262
- Kolbenstangendichtung, ZylinderkopfdichtungPiston rod gasket, cylinder head gasket
- 6363
- Abstützringsupport ring
- 6464
- Dichtlippesealing lip
- 6565
- nichtanliegender Bereich von (64)non-adjacent area of (64)
- 6666
- Anschlagring stop ring
- 7171
- Kolbendichtelement, erstes Dichtelement, BremsmanschettePiston sealing element, first sealing element, brake boot
- 7272
- Kontaktzonecontact zone
- 7373
- Einspannbereichclamping area
- 7474
- Manschettenbereich, VerformungsbereichCuff area, deformation area
- 7575
- Stützringsupport ring
- 7676
- Mantelfläche von (71)lateral surface of (71)
- 7777
- Längsrillen longitudinal grooves
- 8181
- Kolbendichtelement, WellendichtringPiston sealing element, shaft sealing ring
- 8282
- Kontaktzonecontact zone
- 8383
- Dichtkragensealing collar
- 8484
- Mantelfläche von (81)lateral surface of (81)
- 8585
- maximale Länge von (71, 81) maximum length of (71, 81)
- RZRZ
- gemittelte Rautiefeaverage roughness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 10313659 B3 [0002]DE 10313659 B3 [0002]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202022000256.4U DE202022000256U1 (en) | 2022-02-01 | 2022-02-01 | Pneumatic delay device with recyclable materials |
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DE202022000256.4U DE202022000256U1 (en) | 2022-02-01 | 2022-02-01 | Pneumatic delay device with recyclable materials |
Publications (1)
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---|---|
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ID=81345330
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10313659B3 (en) | 2003-03-26 | 2004-09-30 | Zimmer, Günther Stephan | Pneumatic retarding device for braking movable furniture parts |
-
2022
- 2022-02-01 DE DE202022000256.4U patent/DE202022000256U1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10313659B3 (en) | 2003-03-26 | 2004-09-30 | Zimmer, Günther Stephan | Pneumatic retarding device for braking movable furniture parts |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16F0007000000 Ipc: F16F0009020000 |
|
R207 | Utility model specification |