DE2633822C3 - Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder - Google Patents

Description

Die Erfinndung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder mit einer Steuereinrichtung zum Beschleunigendes Kolbens während der Anfahrphase gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein aus der FR-PS 2244925 bekannter druckmittelbetriebener Arbeitszylinder weist in seinen beiden Endbereichen der Zylinderwandung axial in einer Reihe angeordnete kalibrierte Löcher auf, die mit einer Druckmittelzu- bzw. -abführung in Verbindung stehen. Das Abbremsen des Kolbens am Hubende erfolgt somit durch fortschreitendes Abdecken dieser axial in einer Reihe angeordneten Löcher der Zylinderwandung, bis am Schluß nur mehr eine Drosselöffnung im Zylinderboden offenbleibt. Damit umgekehrt bei Hubbeginn Druckmittel nicht allein durch diese Drosselöffnung in den Zylinderendraum einströmt, ist zur Beschleunigung des Hubbeginns eine weitere in den Zylinderendraiim mündende Zuflußöffming vorgesehen, die ein federbelasletes Kugelrückschlagventil aufnimmt, das während des Abbremsens des Kolbens diese Zuflußöffnung sperrt.

Die Anordnungder zusätzlichen ZufluRöff nung mit dem fetlerhelasteten Kugelriickschliigvcntil im Zylinderboden hat aber den Nachteil, daß sich das Kugelrückschlagvcntil bei Druckmittelzufuhr ganz plötzlich öffnet, was bei Huhbcginn auf Grund des Druckstnßcs der Pumpe zu einem Vorprallen führt. Im Übergangsstadium beim Anfahren nimmt die anfangs starke Beschleunigung sofort bei Hegini) der Vorwärtsbewegung des Kolbens ah, da der l.iuleverlust des Ventils, dessen Durchgangsquerschnitt unveränderlich ist, mit dem Durchsatz zunimmt. Außerdem sind der Bauaufwand und damit die Herstellungskosten auf Grund des federbelasteten Kugelrückschlagventils relativ hoch und schließlich vergrößert das Rückschlagventil im Zylinderboden die axiale Baulänge des Arbeitszylinders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder der vorausgesetzten Gattung einen Anfahrsprung zu vermeiden und eine gleichmäßigere Beschleunigung zu erreichen. Auch soll die Anordnung einfach aufgebaut sein und geringe Herstellungskosten verursachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

Ein Rückschlagventil, wie es im Rahmen vorliegenden Arbeitszylinders Anwendung findet, ist aus der DE-AS 2121075 bekannt. Dieses Rückschlagventil umfaßt ein Rückschlagventilglied, das als ein in einer Kolbennut mit axialem und radialem Spiel angeordneter, an die Zyiinderinnenwand anliegender Ring ausgebildet ist. Die außerhalb von Kolben-Dichtungselementen befindliche Kolbennut ist über mindestens eine öffnung mit dem Zylinderarbeitsraum verbunden. Fließt am Hubbeginn Druckmittel durch die einzige Zuflußöffnung in der Zylindefwandung zu, so wird der Ventilgliedring axial so verschoben, daß die die Kolbennut mit dem Zylinderarbeitsraum verbindenden öffnungen freiliegen und Druckmittel außer durch Drosselöffnungen auch durch diese Verbindungsöffnungen in den Zylinderarbeitsraum einströmen kann. Am Hubende verschließt dagegen der Ventilgliedring den Weg vom Zylinderarbeitsraum über die Verbindungsöffnungen in der Kolbennut zur einzigen Abflußöffnung in der Zylinderwandung, so daß Druckmittel nur durch die Drosselöffnungen abfließen kann.

Bei dem vorliegenden Arbeitszylinder haben die axial in einer Reihe in der Zylinder* ?ndung angeordneten Löcher progressiv ansteigenden Durchgangsquerschnitt, damit der Rückschlagventilring nicht bereits vor Abschluß der Beschleunigungsphase die Verbindung zwischen der Druckmittelzuführung der Verbindungsöffnung zum Zylinderarbeitsraum verschließt. Damit ergibt sich eine abnehmende Drosselung des Durchflusses durch das Rückschlagventil beim Beschleunigen, was eine gleichmäßige Beschleunigung ohne Anfahrsprung zur Folge hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Pig. I einen Teillängsschnitt eines druckmittelbetriebenen Arbeitszylinders mit einer Steuereinrichtung zum Beschleunigen des Kolbens während der Anfahrphase,

Fig. 2 einen Tcillängsquerschnitt desselben Arbeitszylinders in der Beschleunigiingsphase vor Beginn der Bewegung, und

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Längsschnitt nach einer kleinen Vorwärtsbewegung des Kolbens.

Der in Fig. 1 dargestellte Arbeitszylinder umfaßt eine Zyllindcrhülsc C", in der ein mit vier Uingscgmentcn .S',, S₂, .V₁, S₄ versehener Kolben /' gleitend angeordnet ist, wobri die beiden äußeren Kingsegnicntc .V₁ und .V₄ mit ii*iak-m und radialem Spiel in ihrer Kolbennut W₁ sit/en. Im /.ylindeiboden /■ !><_■-

findet sich eine Druckmittelzu- und -abführung, die über eine einstellbare Drossel V zum Steuern der Anschlaggeschwindigkeit des Kolbens mit dem Zylinderarbeitsraum verbunden ist.

In der Bremsphase sind die Ringsegmente S, und S₂ unter Einwirkung des Speise- bzw. Steuerdrucks P₁ gegen einen Rückstaudruck P₁ auf ihrer rechten Seitenfläche abgestützt und die Ringsegmente S₃ und S₄ auf ihrer linken Seitenfläche. Die Geschwindigkeitsabnahme wird bewirkt durch einen aufeinander folgenden Verschluß der Löcher T_n, T₁ bis T₁ in der Zylinderwand, weiche Löcher mit der Druckmittelzu- bzw.-abfuhr verbunden sind. Die Endgeschwindigkeit des Kolbens wird vom Ausströmdurchsatz an der Spitze der Stellschraube V bestimmt.

Bei Beschleunigung stützt sich das Ringsegment S₁ auf seiner linken Seitenfläche ab (Fig. 3), da der Kolben unter Einwirkung des Drucks P₃ nach rechts verschoben wird und da eine Differenz im Durchgangsquerschnitt zwischen der von der Stellschraube V kontrollierten öffnung und den links von S_x freigegebenen Löchern einerseits und den zwischen den Ringsegmenten 5, und S-, liegenden Löchern andererseits besteht. Im Betrieb erfolgt also eine Geschwindigkeitsabnahme durch Zuhilfenahme aller links von S₁ liegenden Löcher und eine Beschleunigung durch Zuhilfenahme aller links von S₂ liegenden Löcher.

Auf der anderen Kolbenseite ist die Funktionsweise für die Ringsegmente S₃ und S₄ entsprechend.

Der anfängliche Vorprall auf Grund des Druckstoßes der Pumpe wird dadurch unterdrückt, daß der Durchgangsquerschnitt beim Anfahren nur der durch die Stellschraube V bestimmte ist und das Ringsegment S₁ keine Zeit hat, um auf seine linke Seite überzuschwenken und dabei über die Löcher B₁, die den Zylinderarbeitsraum mit der Kolbennut /?, verbinden, einen zusätzlichen Druckmitteldurchgang zu gestatten.

Hierzu ! Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit einer Steuereinrichtung zum Beschleunigen des Kolbens während der Anfahrphase, bei der die Druckmittelzu- und -abführung in eine Kammer mündet, die einerseits über axial in einer Reihe angeordnete kalibrierte Löcher mit dem Endbereich des Zylinderinnenraums und andererseits über eine einstellbare Drossel und während der Beschleunigungsphase über ein den Rückfluß zur Kammer sperrendes Rückschlagventil mit dem Zylinderarbeitsraum in Verbindung steht, und zu beiden Seiten des Kolbens mit den Löchern zusammenwirkende Dichtungselemente angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

   a) das Rückschlagventilglied ist als ein in einer Kolbennut (A₁) mit axialem und radialem Spiel angeordneter, an der Zylinderinnenwand anliegender Ring (S₁) ausgebildet;

   b) die außerhalb der Dichtungselemente (S₂) befindliche Kolbennut (A₁) ist über mindestens eine Öffnung (B,) mit dem Zylinderarbeitsraum verbunden;

   c) Der Durchgangsquersckiiitt der Löcher (T₁-T₈) ist so bemessen, daß bei Druckbeaufschlagung der Rückschlagventilring (S₁) die Verbindung zwischen den zwischen DichtunjEjselement (S₂) und Rückschlagventilring (i.) befindlichen Löchern und der öffnung (B₁) freigibt.