DE2325882C3 - Device for end position braking in pneumatic working cylinders - Google Patents
Device for end position braking in pneumatic working cylindersInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
- F15B15/223—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston with a piston extension or piston recess which completely seals the main fluid outlet as the piston approaches its end position
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Endlagenbremsung in pneumatischen Arbeitszylindern mit Scheibenkolben, bei der der Kolben mit einem zylindrischen Ansatz versehen ist, der die gleiche Form wie eine Bohrung im Zylinderdeckel hat, und die Bohrung im Zylinderdeckel direkt und der nach dem Beginn des Bremsvorganges gegenüber der Bohrung im Zylinderdeckel abgeschlossene Zylinderraum über ein einstellbares Druckbegrenzungsventil mit dem Entlüftungsanschluß verbunden sind.The invention relates to a device for end position braking in pneumatic working cylinders with disc pistons, in which the piston is connected to a cylindrical approach is provided, which has the same shape as a hole in the cylinder cover, and the Hole in the cylinder cover directly and that after the start of the braking process opposite the hole in the Cylinder cover closed cylinder space via an adjustable pressure relief valve with the ventilation connection are connected.
Eine derartige Einrichtung zur Endlagenbremsung ist aus der DE'AS 12 06 561 bekannt, mit der bei der Verwendung sowohl Von Druckluft als auch von Flüssigkeiten als Druckübertfagungsmittel die sonst zu Beginn des Bremsvorganges infolge einer schnellen Druckerhöhung in dem abgeschlossenen Zylinderraum auftretende kurzzeitige Druckspitze und ein dadurch verursachter Rückprall des Kolbens während der lubbewegung vermieden werden, Sie weist jedoch den M.iiigel auf. dal} sich damit insbesondere in Arbeitszylindern mit großer Hubgeschwindigkeit und/oder großer bewegter Masse ein Rückprall aus der Endlage heraus nicht verhindern läßt.Such a device for end position braking is known from DE'AS 12 06 561, with the Use of both compressed air and liquids as pressure transmission means that would otherwise be too Beginning of the braking process as a result of a rapid increase in pressure in the closed cylinder space Occurring short-term pressure peak and a rebound of the piston caused by it during the lubrication should be avoided, but it has the iliac muscle. dal} thus in particular in working cylinders a rebound from the end position with high lifting speed and / or large moving mass can not be prevented.
Ferner ist eine Einrichtung zur Endlagenbremsung in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern mit
Scheibenkolben aus der DE-OS 20 54 750 bekannt, bei der das abströmende Fluid durch mehrere Drosselstellen
geleitet wird, um eine Verminderung der Hubgeschwindigkeit zu bewirken. Bei dieser Einrichtung kann
in zwar kein Rückprall aus der Endlage heraus eintreten; sie hat aber den Nachteil, daß während der Bremsung
über die Drosselöffnungen ständig Fluid entweicht und sich infolgedessen der Bremsdruck langsamer aufbaut,
so daß die erforderliche Bremsenergie erst nach einem längeren Bremsweg vorhanden ist. Außerdem ist die
Bremswirkung nur sowohl bei einer bes-iirnmten Hubgeschwindigkeit als auch bei einer bestimmten
bewegten Masse optimal, da die Größe des Gesamtdrosselquerschnittes nicht einstellbar ist.
Weiterhin ist eine Einrichtung zur Beeinflussung der Hubgeschwindigkeit eines einfachwirkenden hydraulischen
Arbeitszylinders mit Scheibenkolben aus der US-PS 25 98 446 bekannt, bei der der Druckstrom durch
einen veränderlichen DurchflußquerschnHt, der von mit einer Bohrung im Zylinderdeckel zusammenwirkenden
konischen und zylindrischen Absätzen an einem Ansatz des Kolbens gebildet ist, dem Zylinderraum zu- und
abgeführt wird. Eine solche Einrichtung ermöglicht es, während der Hubbewegung die Hubgeschwindigkeit zu
verändern; damit kann aber nicht der Kolben in der Endlage gebremst werden.Furthermore, a device for end position braking in hydraulic and pneumatic working cylinders with disc pistons is known from DE-OS 20 54 750, in which the outflowing fluid is passed through several throttling points in order to reduce the stroke speed. With this device, no rebound can occur from the end position; however, it has the disadvantage that fluid constantly escapes through the throttle openings during braking and, as a result, the brake pressure builds up more slowly, so that the required braking energy is only available after a longer braking distance. In addition, the braking effect is only optimal both with a certain stroke speed and with a certain moving mass, since the size of the total throttle cross-section cannot be adjusted.
Furthermore, a device for influencing the stroke speed of a single-acting hydraulic working cylinder with a disc piston is known from US Pat is formed, the cylinder space is supplied and discharged. Such a device makes it possible to change the lifting speed during the lifting movement; however, this does not allow the piston to be braked in the end position.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vollkommen rückprallfreie Einrichtung zur Endlagenbremsung in pneumatischen Arbeitszylindern zu schaf-3ri fen, bei der kurz vor der Endlage der abgeschlossene Zylinderraum über weitere technische Mittel neben dem einstellbaren Druckbegrenzungsvenci entlüftet wird.The invention has the object of providing a completely free rebounding means for Endlagenbremsung in pneumatic cylinders to sheep-3 r i fen, is vented in shortly before the end position of the closed cylinder space via further technical means in addition to the adjustable Druckbegrenzungsvenci.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Zylinderdeckel ein mittels des Kolbens oder der Kolbenstange zu betätigendes Öffnungsventil angeordnet ist, durch dessen Betätigung eine Verbindung des Zylinderraumes mit dem Entlüftungsanschluß herstellbar ist. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind das Druckbegrenzungsventil und das Öffnungsventil zu einem Ventil vereinigt.This object is achieved in that in the cylinder cover a means of the piston or the Piston rod to be actuated opening valve is arranged, by actuating a connection of the Cylinder space can be produced with the vent connection. According to a further embodiment of the invention the pressure relief valve and the opening valve are combined into one valve.
Bei einer Einrichtung mit einer Dichtung zwischen zylindrischem Ansatz und der Bohrung im Zylinderdekkel wird die Aufgabe erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, daß entweder die Bohrung im Zylinderdeckel auf der dem Zylinderraum abgewandten Seite über einen vorzugsweise konischen Absatz auf einen größeren Durchmesser oder der Ansatz des Kolbens am Kolben über einen vorzugsweise konischen Absatz auf einen kleineren Durchmesser abgesetzt sind und daß kurz vor der Endlage eine Verbindung des Zylinderraumes mit dem Entlüftungsanschluß dadurch herstellbar ist. daß die dazwischen angeordnete Dichtung in den Bereich des Absatzes gelangt.In the case of a device with a seal between the cylindrical extension and the bore in the cylinder cover the object is also achieved according to the invention in that either the bore in the cylinder cover opens the side facing away from the cylinder space via a preferably conical shoulder to a larger one Diameter or the approach of the piston on the piston via a preferably conical shoulder on a smaller diameter are deposited and that shortly before the end position a connection of the cylinder space with the ventilation connection can be established. that the seal arranged in between reaches the area of the shoulder.
Je zwei Ausführungsbeispiele der erfinderischen Lösungen werden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen dieTwo exemplary embodiments of the inventive solutions are explained in more detail with reference to the drawing described. It show the
Fig. I und 2 Axialschnitte von Ausführüngsformen der ersten erfinderischen Lösung, dieFig. I and 2 axial sections of embodiments the first inventive solution that
Fig,3 und 4 Axialschnitte von Ausführungsformen ''■> der zweiten erfinderischen Lösung.3 and 4 are axial sections of embodiments '' ■> the second inventive solution.
Ein Zylinderröhr 1, das in bekannter Weise durch vier nicht dargestellte Zugstangen mit zwei Zylinderdeckeln 1 axial verspannt wird, sowie ein Kolben J und eineA cylinder tube 1, which is braced axially in a known manner by four tie rods, not shown, with two cylinder covers 1 , as well as a piston J and a
Kolbenstange 4 bilden die üblichen Grundbauteile eines pneumatischen Arbeitszylinders (Fig. I). Ein Ansatz 5 des Kolbens 3 dient zusammen mit einer Bohrung 6 im Zylinderdeckel 2, die mit dem Entlüftungsanschluß 7 verbunden ist, der Erzielung einer Bremswirkung in der Nähe der Endlage. In dem Zylinderdeckel 2 ist ein Druckbegrenzü.tgsventil 8 angeordnet, das mittels einer Einstellschraube 9 einstellbar ist. Solange sich das Druckbegrenzungsventil 8 im geöffneten Zustand befindet, steht der Zylinderraum IO über Kanäle 11 und 12 mit dem Entlüftungsanschluß 7 in Verbindung. Durch die Betätigung eines ebenfalls im Zylinderdeckel 2 eingesetzten Öffnungsventils 13, dessen Betätigungselement 14 in den Zylinderraum 10 ragt, wird über einen Kanal 15 eine parallele Verbindung des Zylinderraumes 10 mit dem Entlüftungsanschluß 7 hergestellt.Piston rod 4 form the usual basic components of a pneumatic working cylinder (Fig. I). One approach 5 of the piston 3 is used together with a bore 6 in the cylinder cover 2, which is connected to the vent connection 7 is connected, the achievement of a braking effect in the vicinity of the end position. In the cylinder cover 2 is a Pressure limiting valve 8 is arranged, which is adjustable by means of an adjusting screw 9. As long as that Pressure relief valve 8 is in the open state, the cylinder space IO is via channels 11 and 12 with the vent port 7 in connection. By actuating a also in the cylinder cover 2 used opening valve 13, the actuating element 14 protrudes into the cylinder chamber 10, is via a Channel 15 establishes a parallel connection between the cylinder space 10 and the ventilation connection 7.
Die erste erfindungsgemäße Einrichtung kann so ausgestaltet sein, daß das Druckbegrenzungsventil und das öifnungsventii zu einem Ventil vereinigt sind (Fig. 2). Ein in den Zylinderraum 10 ragendes Betätigungselement 16, das funktionell mit dem Sperrelement des Druckbegrenzungsventils übereinstimmt, wird durch eine Druckfeder 17, deren Vorspannung mittels einer Einstellschraube 18 veränderbar ist, gegen einen Sitz (9 gepreßt, wodurch die Verbindung eines in die mit dem Entlüftungsanschluß 7 verbundene Bohrung 6 mündenden Kanals 20 mit dem Zylinderraum 10 abgesperrt ist.The first device according to the invention can be designed so that the pressure relief valve and the opening valves are combined into one valve (Fig. 2). A protruding into the cylinder space 10 Actuating element 16, which is functionally the same as the blocking element of the pressure relief valve, is changed by a compression spring 17, the bias of which by means of an adjusting screw 18 is pressed against a seat (9, whereby the connection of one to the vent port 7 connected bore 6 opening channel 20 with the cylinder space 10 is blocked.
Die Wirkungsweise der ersten erfindungsgemäßen Einrichtung zur Endlagenbremsung ist folgende:The mode of operation of the first device according to the invention for end position braking is as follows:
Sobald der Ansatz 5 des Kolbens 3 in die Bohrung 6 eintaucht, wird in dem Zylinderraum 10 Luft eingeschlossen und während der weiteren Hubbewegung verdichtet. Durch den dabei hervorgerufenen Anstieg des Druckes der eingeschlossenen Luft erfolgt auf bekannte Weise die Bremswirkung auf den Kolben 3. Das Öffnungsventil 13 wird so bemessen, daß sein Öffnungsdruck höher ist als der am Druckbegrenzungsventil 8 eingestellte Sollwert. Erreicht der Druck in dem abgeschlossenen Zylinderraum 10 den Gren^druck des Druckbegrenzungsventils 8. kann Luft aus dem Zylinderraum 10 über die Kanäle 11 und 12 und das dann ansprechende Druckbegrenzungsventil 8 zum Entlüftungsanschluß 7 entweichen. Damit werden infolge einer weiteren Druckerhöhung in dem abgeschlossenen Zylinderraum 10 auftreter.de Druckspitzen, die einen Rückprall des Kolbens 3 während der Hubbewegung bewirken, vermieden. Kurz vor der Endlage wird das in den Zylinderraum 10 ragende Betätigungselement 14 des Öffnungsventils 13 durch den Kolben 3 axial verschoben und somit ermöglicht, daß die Luft aus dem Zylinderraum 10 auch noch über den Kanal 15 zum Entlüftungsanschluß 7 abströmen kann. Dadurch wird verhindert, daß die im Zylinderraum 10 verbliebene Restluft, die zur Erzielung der Bremswirkung in Arbeitszylindern mit relativ großer Hubgeschwindigkeit und/oder großer bewegter Masse einen höheren Druck als >Jte Druckluflquelle aufweisen muß, bei ihrer Entspannung nach Beendigung des f^Iubes einen Rückprall des Kolbens 3 aus der Endlage heraus Verursacht.As soon as the extension 5 of the piston 3 dips into the bore 6, air is trapped in the cylinder space 10 and compressed during the further stroke movement. Due to the resulting increase the pressure of the enclosed air, the braking effect on the piston 3 takes place in a known manner. The opening valve 13 is dimensioned so that its opening pressure is higher than that at the pressure relief valve 8 set target value. If the pressure in the closed cylinder space 10 reaches the limit pressure of the Pressure relief valve 8. can air out of the cylinder chamber 10 via the channels 11 and 12 and the then responding pressure relief valve 8 to the vent connection 7 escape. As a result of a further increase in pressure in the closed Cylinder space 10 auftreter.de Pressure peaks that cause the piston 3 to rebound during the stroke movement effect, avoided. Shortly before the end position, the actuating element 14 protruding into the cylinder space 10 of the opening valve 13 axially displaced by the piston 3 and thus allows the air from the Cylinder chamber 10 can also flow off via channel 15 to vent connection 7. This will prevents the residual air remaining in the cylinder chamber 10, which in order to achieve the braking effect in Working cylinders with a relatively high stroke speed and / or a large moving mass have a higher Pressure must have> Jth compressed air source at their Relaxation after the end of the f ^ ubes Caused rebound of the piston 3 from the end position.
Bei der zweiten Ausführungsform der ersten erfinde* rischen Lösung wird die Vorspannung der Druckfeder 17 des Ventils mittels der Einstellschraube 18 so eingestellt, daß sie dem zu begrenzenden Druck im Zylinderraum 10 entspricht. Das Betätigungselement 16 wird sowohl beim Erreichen des Grenzdruckes als auch kurz vor der Endlage dui^h den Kolben 3 von seinem Sitz 19 abgehoben, wodurch die Verbindung des Zylinderraumes 10 mit dem Entlüftungsanschluß 7 über den Kanal 20 freigegeben wird und der beabsichtigte Druckabbau im Zylinderraum 10 während der Verschiebung des Betätigungselementes 16 durch den Kolben 3 erfolgt.In the second embodiment of the first inventive solution, the bias of the compression spring is 17 of the valve adjusted by means of the adjusting screw 18 so that it corresponds to the pressure to be limited in the Cylinder space 10 corresponds. The actuating element 16 is both when the limit pressure is reached and shortly before the end position dui ^ h the piston 3 from his Seat 19 lifted, whereby the connection of the cylinder space 10 with the vent port 7 over the channel 20 is released and the intended Pressure reduction in the cylinder chamber 10 during the displacement of the actuating element 16 takes place through the piston 3.
Ausführungsbeispiele der zweiten erfinderischen Lösung sind in den F i g. 3 und 4 dargestellt.
Ein im Zylinderdeckel 2 angeordnetes ÖffnungsventilEmbodiments of the second inventive solution are shown in FIGS. 3 and 4 shown.
An opening valve arranged in the cylinder cover 2
id weisen beide Ausführungsformen nicht auf. Statt dessen ist bei der einen die Bohrung 6 im Zylinderdeckel 2 auf der dem Zylinderraum 10 abgewendeten Seite über einen konischen Absatz 21 auf einen größeren Durchmesser abgesetzt (Fig. 3). Die Lage des konisehen Absatzes 21 in der Bohrung 6 ist so gewählt, daß eine auf dem Ansatz 5 des Kolbens 3 befestigte Dichtung 22 bei der Hubbewegung kurz vor der Endlage in den Bereich des koni hen Absatzes 21 gelangi und dadurch eine parallele Verbindung des Zyiinderraumes 10 mit dem Entlüftungsanschluß 7 über die Bohrung 6 herstellbar ist. In der anderen Ausführungsform sind die Ansätze 5 des Kolben:. 3 am Kolben 3 über je einen konischen Absatz 23 auf einen kleineren Durchmesser abgesetzt, wogegen die Boh rung 6 nicht mit einem konischen Absatz versehen ist (Fig.4). |e eine Dichtung 24 ist mit jeweils einer von zwei beiderseits des Kolbens 3 angebrachten Kegeldruckfedern 25 verbunden und gegen die Wirkung von deren Kraft auf den Absätzen 5 des Kolbens 3 axialid do not have either of these embodiments. Instead, the bore 6 in the cylinder cover 2 is open in one case the side facing away from the cylinder chamber 10 via a conical shoulder 21 to a larger one Deposited diameter (Fig. 3). The situation of the konisehen Paragraph 21 in the bore 6 is chosen so that one attached to the shoulder 5 of the piston 3 Seal 22 during the stroke movement just before the end position in the area of the koni hen paragraph 21 succeeded and thereby a parallel connection of the Zyiinderraumes 10 with the vent port 7 over the bore 6 can be produced. In the other embodiment, the lugs 5 of the piston are :. 3 am Piston 3 is set down to a smaller diameter via a conical shoulder 23, whereas the Boh tion 6 is not provided with a conical shoulder (Fig. 4). | e a seal 24 is each with one of two on both sides of the piston 3 attached conical compression springs 25 connected and against the action of whose force on the paragraphs 5 of the piston 3 axially
!« verschiebbar angeordnet. Auch bei dieser Ausführungsform gelangt kurz vor dem Erreichen der Fndluge eine Dichtung 24 in den Bereich eines konischen Absatzes 23. und es wird dadurch eine parallele Verbindung des Zylinderraumes 10 mit dem EnilüftungsanschluU 7 iiber! «Slidably arranged. In this embodiment too, shortly before reaching the ground plane, a Seal 24 in the area of a conical shoulder 23 and it is a parallel connection of the Cylinder space 10 with the ventilation port 7 over
r> die Bohrung 6 hergestellt.r> the hole 6 is made.
Die Wirkungsweise dieser zweiten erfindiingigcmäßen Einrichtung zur Endlagenbremsung ist folgende:The mode of action of this second inventive The device for end position braking is as follows:
Sobald der Ansatz 5 des Kolbens 3 in die Bohrung 6 ein aucht und die Dichtung 22 bzw. 24 den t'nüuftungs-As soon as the extension 5 of the piston 3 also engages in the bore 6 and the seal 22 or 24 the t'nüuftungs-
-to anschluß 7 gegenüber dem Zylinderraum 10 abschließt, wird in dem Zylinderraum 10 Luft eingeschlossen und während der weiteren Hubbewegung verdichtet. Durch den dabei hervorgerufenen Anstieg des Druckes der eingeschlossenen Luft erfolgt auf bekannte Weise die Bremswirkung auf den Kolben 3 Erreicht der Druck in dem abgeschlossenen Zylinderraum 10 den (iren/druck des Druckbegrenzungsventils 8. kann Luft aus dem Zylinderraum 10 über die Kanäle 11 und 12 und das dann ansprechende Druckbegrenzungsventil 8 /um Entlüftungsanschluß 7 entweichen. Damit werden infote·: einer weiteren Druckerhöhung in dem abge schlossenen Zylinderraum 10 auftretende Druckspitzen, die einen Rückprall des Kolbens 3 während der Hubbewegung bewirken, vermieden. Nachdem kur/ vor der Endlage die Dichtung 22 bzw. 24 in den Bereich des konischen Absatzes 21 bzw. 23 gelangt ist. kann die Luft aus dem Zylinder, aum 10 auch noch über den zwischen dem Absatz 21 und der Dichtung 22 bzw zwischen dem Absatz 23 und der Dichtung 24 entstandenen Pingspalt-to connection 7 closes with respect to the cylinder chamber 10, air is trapped in the cylinder chamber 10 and compressed during the further stroke movement. The resulting increase in the pressure of the trapped air causes the braking effect on the piston 3 in a known manner which is then responsive pressure relief valve 8 / escape to vent port 7 thus be infote. ·: a further pressure increase in the abge closed cylinder chamber 10 occurring pressure peaks which cause a rebound of the piston 3 during the lifting movement, avoiding After kur / vo r the limit position the seal. 22 or 24 has reached the area of the conical shoulder 21 or 23. The air can also flow out of the cylinder through the ping gap created between the shoulder 21 and the seal 22 or between the shoulder 23 and the seal 24
(Λ zum Entlüftungsanschluß 7 abströmen. 'Dadurch wird verhindert, daß die im Zylinderraum 10 verbliebene Restluft, die zur Erzielung der Bremswirkung in Arbeitszylindern mil relativ großer Hubgeschwindigkeit und/oder großer bewegter Masse einen höheren(Λ flow off to vent port 7. 'This causes prevents the residual air remaining in the cylinder chamber 10, which in order to achieve the braking effect in Working cylinders with a relatively high lifting speed and / or a large moving mass have a higher
«Ι Druck als die Druckluflquelle aufweisen muß, bei ihrer Entspannung nach Beendigung des Hubes einen Rückprall des Kolbens 3 aus der Endlage heraus verursacht.«Ι pressure than the compressed air source must have at their Relaxation after the end of the stroke a rebound of the piston 3 out of the end position caused.
Hici7ti 1 I3l«ift ZeichnungenHici7ti 1 I3l «ift drawings
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