DE2712669A1

DE2712669A1 - Pneumatic cylinder with stop buffers - has elastic damping ring with chamfered edges anchored in cylinder covers

Info

Publication number: DE2712669A1
Application number: DE19772712669
Authority: DE
Inventors: Guenter Klages
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-03-23
Filing date: 1977-03-23
Publication date: 1978-09-28

Abstract

The pneumatic cylinder has an elastic damping device inside the cylinder. The cylinder (1) has a reciprocating piston (4) and is closed up at both ends by covers (2, 3). The covers have recesses (13) in which the damping rings (5, 6) are placed. The cross section of the elastic damping rings consists of concentric parallel surfaces and a part (11, 12) with chamfered edges. The parts with the parallel surfaces are supported on their external surfaces by the internal surfaces of recesses (13).

Description

Anordnung mit einem Pneumatik-Zylinder Arrangement with a pneumatic cylinder

Die Erfindung betrifft eine Anordnung der im Oberbegriff des Hauptansprucls angegebenen Art. Bei bekannten Anordnungen dieses Aufbaus trägt entweder die dem Kolben zugekehrte Stirnwand des Zylinders oder der Kolben auf seinen den Stirnwänden des Zylinders zugekehrten Flächen jeweils eine Ringscheibe aus elastischem Material, die auch als Dichtung wirkt. Auf jeden Fall soll durch diese Ringscheibe ein Anschlagen des Metalls des Kolbens an die Stirnwand des Zylinders vermieden werden.The invention relates to an arrangement in the preamble of the main claim specified type. In known arrangements of this structure either carries the Piston facing end wall of the cylinder or the piston on its end walls of the cylinder facing surfaces each have a washer made of elastic material, which also acts as a seal. In any case, this washer should strike of the metal of the piston on the end wall of the cylinder can be avoided.

Es ist weiterhin bekannt, zum Zwecke der Abbremsung des kolbens nahe seinen Endlagen sogenannte Endlagenbremsen vorzusehen, die im Prinzip einen weiteren Zylinder Je Stirnwand des eigentlichen Pneumatik-Zylinders enthalten. Diese Lbsung für Endlagenbremsen hat den grundlegenden Nachteil eines großen Aufwands, auch an Dichtungen, und damit verbunden eines großen Platzbedarfs. Außerdem ist die Vergrößerung der Zahl der Dichtstellen ungünstig im Hinblick auf die Zuverlässigkeit der Arbeitswelse der Anordnung Man könnte nun daran denken, die bekannten Scheiben aus elastischem Material zugleich als Endlagenbremsen einzusetzen, und zwar insbesondere dann, wenn sie in den Stirnwänden des Pneumatik-Zylinders vorgesehene Abluftleitungen umschließen und ein Luftvolumen abschließen, das sich zwischen dem Kolben, einem Endbereich der Zylindermantelfläche, einem ringförmigen äußeren Bereich der betrachteten Zylinderstirnwand und der elastischen Scheibe bildet. Wie Versuche gezeigt haben, sind aber die bekannten elastischen Ringe nicht geeignet, für eine höhere Lastwechselzahl derart große Beanspruchungen aufzunehmen. Eine Zerstörung der bekannten Ringe, die zu einem Abbröckeln des Materials derselben führt, hat insofern besonders unangenehme Folgen, als die abgebröckelten Materialteilchen in das Leitungssystem geraten und dieses verstopfen können.It is also known to close for the purpose of braking the piston to provide so-called end position brakes in its end positions, which in principle have a further Cylinder Included on each front wall of the actual pneumatic cylinder. This solution for end position brakes has the fundamental disadvantage of a great deal of effort, including at Seals, and associated with a large space requirement. Besides, the magnification is the number of sealing points unfavorable with regard to the reliability of the working shaft the arrangement One could now think of the well-known discs made of elastic material at the same time to use as end position brakes, in particular when they have exhaust air lines provided in the end walls of the pneumatic cylinder enclose and close off a volume of air that is between the piston, a End area of the cylinder jacket surface, an annular outer area of the considered Forms cylinder end wall and the elastic disc. As experiments have shown but the known elastic rings are not suitable for a higher number of load cycles to absorb such great loads. A destruction of the well-known rings that leads to a crumbling of the material of the same, has in this respect particularly unpleasant Consequences when the crumbled material particles get into the pipe system and this can clog.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Art so auszubilden, daß die Ringe aus elastischem Material auch über größere Lastwechselzahlen ohne Zerstörung als Endlagenbremsen benutzt werden können. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Hauptanspruchs.The invention is based on the object of providing an arrangement as described in the preamble of the main claim mentioned type so that the rings made of elastic material Also used as end position brakes over larger numbers of load cycles without destruction can be. The inventive solution to this problem is characterized by the features of the main claim.

Während die bekannten scheibenförmigen elastischen Ringe auf einer Stirnfläche des sie tragenden Bestandteils der Anordnung, also des Zylinders oder des Kolbens, aufliegen und demgemäß - will man nicht eine Verlängerung der gesamten Anordnung in Kauf nehmen - der gesamte Abbremsweg in einer relativ kleinen Materiallänge der Ringe aufgenommen werden muß, sieht die Erfindung einen Ring vor, der gleichsam zwei Bereiche aufweist: Ein erster Bereich stützt sich in einer Vertiefung des Zylinders oder des Kolbens ab, und zwar mit seiner Bodenfläche und mit seinem äußeren oder inneren Umfang. Weiterhin ragt ein weiterer Bestandteil über die Ebene der Stirnwand des Zylinders bzw.While the known disc-shaped elastic rings on a End face of the component of the arrangement that carries them, that is to say of the cylinder or of the piston, rest and accordingly - one does not want an extension of the whole Accept the arrangement - the entire braking distance in a relatively small material length the rings must be included, the invention provides a ring that, as it were has two areas: A first area is supported in a recess of the cylinder or of the piston, with its bottom surface and with its outer or inner circumference. Another component also protrudes above the level of the front wall of the cylinder or

des Kolbens vor; die Wandstärke dieses Bereichs verringert sich in Richtung auf den jeweils anderen Bestandteil der Anordnung. Dieser zweite Bereich muß zwar ebenfalls entsprechend dem Bremsweg zurückweichen, jedoch braucht er sich nicht allein so weit zu komprimieren, da er den Druck weitergeben kann auf den unter bzw.of the piston before; the wall thickness of this area is reduced in direction on the other part of the arrangement. This second area must also draw back according to the braking distance, but he does not need to to compress only enough so that it can pass the pressure on to the under or

in Stoßrichtung hinter ihm liegenden ersten Bereich. Es steht demgemäß eine relativ große Materiallänge zur Aufnahme der Verformung zur Verfügung, die während der Abbremsung des Kolbens in seine Endlage eintritt, so daß die "spezifische Kompression" des Materials des erfindungsgemäß verwendeten Rings relativ klein ist. Dadurch, daß der erste Bereich, der auch als Grundbereich bezeichnet wird, nur auf seinem äußeren oder seinem inneren Umfang - sowie auf seiner Bodenfläche - abgestützt ist, kann das Material in radialer Richtung bei dem Kompressionsvorgang ausweichen.in the direction of thrust behind him first area. It stands accordingly a relatively large length of material is available to absorb the deformation that enters its end position during braking of the piston, so that the "specific Compression "of the material of the ring used according to the invention is relatively small. Because the first area, which is also referred to as the basic area, only opens its outer or its inner circumference - as well as on its bottom surface - supported is, the material can give way in the radial direction during the compression process.

Auch die bestimmte Form des weiteren Bereichs des Ringes ist für das angestrebte Ziel der Erhöhung der Lebensdauer desselben von Bedeutung: Dadurch, daß sich die Wandstärke dieses Bereichs des Ringes in Richtung auf den anderen Bestandteil der Anordnung, also bei Festlegung des Ringes an der Stirnwand des Zylinders in Richtung auf den Kolben, vrringert, ist die gefahr eines Abquetschens von Material zwischen Kolben und StirnfliLche des Zylinders zumindest weitgehend verringert.The specific shape of the wider area of the ring is also important for that Desired goal of increasing the service life of the same is important: that the wall thickness of this area of the ring in the direction of the other component the arrangement, i.e. when fixing the ring on the end wall of the cylinder in In the direction of the piston, there is a risk of material being squeezed off between the piston and the end face of the cylinder is at least largely reduced.

Wie Versuche gezeigt haben, verhält sich ein derart geformter Ring aus eine eine feste Haut bildenden Material, wie Polyurethan, besondere günstig Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Figur in einem Längaschnitt.As tests have shown, a ring shaped in this way behaves from a material that forms a firm skin, such as polyurethane, is particularly advantageous The figure shows an embodiment of the invention in a longitudinal section.

Der Pneumatik-Zylinder 1 weist die beiden Stirnwände 2 und 3 auf; in ihm bewegt sich der Kolben 4. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwei erfindungsgemäß ausgestaltete Ringe 5 und 6, von denen jeder einer der Endlagen des Kolbens 4 als Endlagenbremse zugeordnet ist, an jeweils einer der Stirnwände 2 und 3 des Zylinders festgelegt. Zu diesem Zweck weist jede Stirnwand eine Vertiefung 7 bzw. 8 auf, in die die Ringe 5 und 6 mit ihren im Querschnitt rechteckförmigen Grundbereichen 9 und 10 eingesetzt sind. Dabei werden die Grundbereiche nur im Bereich des äußeren Ringumfangs von dem Material der Stirnwände 2 und 3 umschlossen, so daß bei einer Kompression des Materials der Ringe dieses in Richtung nach innen radial etwas ausweichen kann.The pneumatic cylinder 1 has the two end walls 2 and 3; the piston 4 moves in it. In this exemplary embodiment, two are according to the invention designed rings 5 and 6, each of which one of the end positions of the piston 4 as Assigned end position brake is, on each of the end walls 2 and 3 of the cylinder. For this purpose, each end wall has a recess 7 and 8, in which the rings 5 and 6 with their rectangular cross-section Basic areas 9 and 10 are used. The basic areas are only in the area the outer circumference of the ring enclosed by the material of the end walls 2 and 3, so that when the material of the rings is compressed this inwardly can give way radially.

Jeder Ring weist einen weiteren Bereich 11 bzw. 12 auf, der über die Ebene der jeweiligen Stirnwand 2 bzw. 3 in Richtung auf den Kolben 4 vorsteht und dessen Wandstärke in diesem Ausführungsbeispiel wie bei einem kegelförmigen Querschnitt in Richtung auf den Kolben 4 abnimmt. Grundsätzlich wäre es auch möglich die Wandstärke nach einem anderen Gesetz abnehmen zu lassen; beispielsweise kann sich ein halbkreisförmiger Querschnitt des weiteren Bereichs 11 bzw. 12 empfehlen.Each ring has a further area 11 or 12, which over the Projecting plane of the respective end wall 2 or 3 in the direction of the piston 4 and its wall thickness in this embodiment is the same as in the case of a conical cross-section in the direction of the piston 4 decreases. In principle, it would also be possible to change the wall thickness to have it removed according to another law; for example, it can be a semicircular Recommend cross-section of the wider area 11 or 12.

Sobald der Kolben in eine seiner Endlagen - in der Figur ist eine Annäherung an die linke Endlage dargestellt - gelangt, legt er sich also auf den weiteren Bereich 11 bzw. 12 auf und beginnt das Material des jeweiligen Rings zusammenzudrücken. Dies hat eine Abdichtung des vor dem Kolben liegenden ringförmigen Luftvolumens, das in der Figur mit 13 bezeichnet ist, gegenüber der jeweiligen Abluftleitun6 14 bzw. 15 zur Folge. Auch die Kompression dieses ringförmigen Luftvolumens trägt mithin zum Abbremsen bei.As soon as the piston is in one of its end positions - in the figure there is one Approaching the left end position shown - when he arrives, he lies down on the further area 11 or 12 and begins to compress the material of the respective ring. This has a seal of the ring-shaped air volume lying in front of the piston, which is denoted by 13 in the figure, opposite the respective exhaust air duct 14 or 15 result. The compression of this ring-shaped air volume is also beneficial for braking.

Infolge der gewählten Form des weiteren Bereichs 11 bzw. 12 des Rings 5 bzw. 6 ist die Gefahr vermieden, daß durch den Kolben 4 Materialbereiche des jeweiligen Rings nach außen oder innen umgelegt und in Verbindung mit einer Kante der Stirnwand 2 bzw. 3 des Zylinders abgeschert wird.As a result of the selected shape of the further area 11 or 12 of the ring 5 and 6, the risk is avoided that the piston 4 material areas of the respective Circularly folded outwards or inwards and in connection with an edge of the front wall 2 or 3 of the cylinder is sheared off.

Besonders günstig hat sich für den Ring ein Material erwiesen, das eine relativ feste äußere Haut besitzt. Es handelt sich also um ein Material nach Art von Polyurethan. Die Härte des Materials wird man im Hinblick auf den jeweiligen Anwendungsfall wählen; bei bestimmten Einsatzfällen hat sich eine Härte der Haut von 90 Shore und des inneren Materials von 50 bis 60 Shore als günstig erwiesen. Trotz dieser Härte bewirken die erfindungsgemäß ausgebildeten und gelagerten Ringe sowohl eine Lärmminderung als auch eine Abbremsung des Kolbens.A material has proven to be particularly favorable for the ring, the has a relatively firm outer skin. So it is a material after Kind of polyurethane. The hardness of the material is given in terms of the particular one Choose use case; In certain cases of use, the skin has become harder from 90 Shore and the inner material from 50 to 60 Shore proved to be favorable. Despite this hardness, the rings designed and mounted according to the invention have an effect both a noise reduction and a braking of the piston.

Claims

CLAIMS Arrangement with a piston-receiving pneumatic cylinder, one component of which is pressurized by the piston in an end position Ring made of elastic material, characterized in that the ring (5,6) as an end position brake from a component (2,3) on the ground that supports it and on one side supported base area (9,10) and one towards the other Component (4) above further area (11,12) with itself in the direction of the there is another component (4) reducing wall thickness.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the Wall thickness reduced like a cone.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the further Area (11,12) is at least approximately semicircular in cross section.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the ring (5,6) consists of a material which forms a firm skin.