DE2838978B2 - Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung - Google Patents

Description

lige Arbeitszylinder eingesetzt wird. Um den Anfar- zugszeichen 1 und das nach oben verschiebbare Ausderungen des Marktes gerecht zu werden, müssen die gangsglied mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Bei Hersteller deshalb eine Vielzahl von Arbeitszylindern Betätigung des Arbeitszylinder wird der Druekmit unterschiedlicher Dämpfungscharakteristik auf raum 3 des Zylindergehäuses 1 derart mit Druckmit-Lagerhalten.odervonderSerienfertigungzurEinzel-5 te| beaufschlagt, daß das im oberen Ende des ZyHnfertigung übergehen, dergehäuses 1 dichtend geführte Ausgangsglied 2

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Arbeitszylinder nach oben ausgeschoben wird. Das Ausgangsglied 2 gemäß Gattungsbegriff dahingehend weiterzubilden, ist am unteren Ende fest mit einem Dämpfungskoldaßereineaufeir.fachsteArtund Weise veränderbare ben 4 verbunden, der in einem Hohlkolben 5 verprogressive Dämpfungscharakteristik erhält. io schiebbar angeordnet ist, dessen Innenraum als

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung Dämpfungszylinder dient. Die Verbindung zwischen ausgehend von einem Arbeitszylinder gemäß dem dem Ausgangsglied 2 und dem Dämpfungskolben 4 Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 die im kenn- erfolgt über eine Kolbenstange 6, die nach oben aus zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführ- dem Hohlkolben 5 austritt. Der Hohlkolben 5 ist am ten Maßnahmen vor. 15 oberen Ende mit einem Anschlagbund 7 versehen, der

Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Drossel- an einen kreisringförmigen Anschlag 8 des Zylinderschieber in der Längsbohrung der Kolbenstange des gehäuses 1 anschlägt, wenn das Ausggngsglied 2 seine Dampfungskolbens erlaubt auf einfachste Art und obere Endlage erreicht. Bei weiterer Verschiebung Weise eine Veränderung und Anpassung der progres- des Ausgangsgliedes 2 nach oben bewegt sich also der siven Dämpfungscharakteristik der Endlagendämp- 20 Dämpfungskolben 4 relativ zum Hohlkolben 5, wofung, ohne daß der Arbeitszylinder demontiert oder durch das im Dämpfungsraum 9 des Hohlkolbens 5 nachbearbeitet zu werden braucht. enthaltene Druckmittel verdrängt wird und aus die-

Zur einfachen Verstellung des Drosselschiebers sem Dämpfungsraum 9 abfließt. Der Abfluß des sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Druckmittels aus dem Dämpfungsraum 9 erfolgt über

Um sicherzustellen, daß der Dämpfungsraum des 25 radiale Drosselbohrungen 10a, 10b und 10f in der Hohlkolbens sich beim Rückhub des Arbeitszylinders Kolbenstange 6, die miteinander durch eine in der ohne Behinderung durch die engen Drosselquer- Kolbenstange 6 vorgesehene und in den Druckraum 3 schnitte der Drosselbohrungen schnell wieder mit ausmündende Längsbohrung 11 verbunden sind. Die Druckmittel füllen kann, sind die Merkmale des An- Drosselbohrungen 10a, 10b und 10c sind in Längsspruches 3 vorgesehen. Die dort vorgeschlagenen 30 richtung auf den aus dem Hohlkolben 5 austretenden Rückschlagventile lassen während des Rückhubes Abschnitt der Kolbenstange 6 verteilt, so daß bei aus über einen verhältnismäßig großen Querschnitt dem Hohlkolben 5 austretender Kolbenstange 6, d. h. Druckmittel in den für den nächsten Dämpfungshub also beim Dämpfungshub, zunächst alle Drosselkabenötigten Dämpfungsraum des Hohlkolbens ein- näle 10a, 10b und 10c für den Abfluß des Druckmitströmen, verhindern jedoch während des Dämpfungs- 35 tels aus dem Dämpfungsraum 9 zur Verfügung stehen, hubes ein vorzeitiges Abströmen des Druckmittels aus Nach jeweils einem bestimmten Hub des Dämpfungsdiesem Dämpfungsraum. Die im Patentanspruchs kolbens 4 werden die Drosselbohrungen 10λ und 10 b vorgeschlagenen Rückschlagventile sind in ihrer aus dem Dämpfungsraum 9 des Hohlkolbens 5 hergrundsätzlichen Funktion bereits aus der US-PS ausbewegt, so daß für den Abfluß des Druckhiittels 2464962 bekannt. Für die Merkmale des Anspru- 40 aus dem Dämpfungsraum 9 kleiner werdende Abches 3 wird deshalb nur im Zusammenhang mit den flußqi^rschnitte zur Verfügung stehen. Infolgedessen Merkmalen des Patentanspruches 1 Schutz begehrt. erfährt der Dämpfungskolben 4 mit zunehmendem

Bei einem einfachwirkenden Arbeitszylinder, bei- Dämpfungshub eine stärkere Dämpfung,
spielsweise einem einfachwirkenden Arbeitszylinder In der Längsbohrung 11 ist ein Drosselschieber 12

mit Tauchkolben, werden zweckmäßig die Merkmale 45 angeordnet, der mittels eines an seinem unteren Ende des Anspruches 4 vorgesehen. Die dort vorgeschla- vorgesehenen Schraubgewindes 13 in der Längsbohgene Rückstellfeder sorgt gegebenenfalls im Zusam- rung 11 axial verstellbar ist und dabei die Drosselmenwirken mit dem Rückschlagventil gemäß Patent- querschnitte der Drosselbohrungen 10a, 10b und 10c anspruch 3 für eine schnelle Befüllung des Dämp- verändert. Mit diesem Drosselschieber 12 kann also fungsraumes des Hohlkotcens während des Rückhu- 50 die Intensität der Dämpfung verstellt werden. Um bes des Arbeitszylinders. diese Verstellung auch bei eingebauter Endlagen-

Bei einen: doppeltwirkenden Arbeitszylinder mit dämpfung vornehmen zu können, ist der Drosseleinem im Zylindergehäuse abgedichtet geführten schieber 12 in seinem aus der Längsbohrung 11 her-Hohlkolben und mit in jeder Endlage wirksamer ausragenden Ende mit Ansatzflächen 14 für ein Dämpfung sind zweckmäßig die Merkmale des kenn- 55 Verstellwerkzeug, beispielsweise für einer Schrauzeichnenden Teiles des Anspruches 5 vorgesehen. benzieher oder einen Schraubenschlüssel versehen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden Für den Rückhub des Dämpfungskolbens 4 in seine

im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Ausgangsstellung ist im Dämpfungsraum 9 des Hohl-Es zeigt kolbens S eine Rüd jtellfeder lfi angeordnet. Damit

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen einfachwir- ao während des Rückhubes das Druckmittel unbehindert kenden hydraulischen Arbeitszylinder mif Endlagen- in den Dämpfungsraum 9 einströmen kann, ist im dämpfung gemäß der Erfindung, und Deckel des Hohlkolbens 5 ein Rückschlagventil 16

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen doppeltwir- angeordnet, welches während des Rückhubes geöffnet kenden hydraulischen Arbeitszylinder mit Endlagen- ist und während des Dämpfungshubes zum Druckdämpfung gemäß der Erfindung. λ5 raum 3 hin geschlossen ist.

Beim in Fig. I dargestellten, einfachwirkenden Beim in Fig. 2 dargestellten, doppeltwirkenden

Arbeitszylinder in Forr' eines Tauchkolben-Ar- Arbeitszylinder ist das Zylindergehäuse mit dem Bebeitszylinders ist das Zylindergehäuse mit dem Be- zugszeichen 17 und der Hohlkolben mit dem Bezugs-

zeichen 18 bezeichnet, welcher hier in dem Zylindergehäuse 17 dichtend geführt ist und zugleich als Arbeitskolben des doppeltwirkenden Arbeitszylinders dient. Das Ausgangsglied 19 des Arbeitszylinders ist hier einstückig mit der Kolbenstange 19« des Dämpfungskolbens 20 ausgebildet, der in dem Innenraum des Hohlkolbens 18 dichtend geführt ist und zwei Dampfungsräume 21, 21« begrenzt. Die Kolbenstange 19« des Dämpfungskolbens 20 tritt durch beide Stirnseiten des Hohlkolbens 18 hindurch und ist in den nach beiden Seiten austretenden Längsabschnitten mit radialen Drossclbohrungcn 22«, 22/) und 22c sowie 23«, 23b und 23c verschen. Die Drossclbohrungen 22«, 22/> und 22c einerseits und Drosselbohrungen 23«, 23b und 23c andererseits sind über eine Längsbohrung 24 in der Kolbenstange 19« jeweils untereinander verbunden und stehen jeweils über diese Längsbohrung 24 mit den zugeordneten Druckräumen 25 bzw. 26 des Arbeitszylinders in Verbindung. Die Drosselbohrungen 22«, 22/> und 22c einerseits sowie 23a, 23b und 23c andererseits sind auf die aus den Dämpfungsräumen 21. 21« austretenden I.ängenabschnitte der Kolbenstange 19« derart verteilt angeordnet, daß sich in beiden Bewegungsrichtungen des Dämpfungskolbens 20 relativ zum Hohlkolben 18die oben anhand der Fig. I erläuterte Abnahme der Drosselquerschnitte und damit eine progressive Dämpfungswirkung ergibt.
< In der Längsbohrung 24 der Kolbenstange 19« ist auch hier ein Drosselschieber 27 eingebaut, der mittels eines Schraubgewindes 28 axial verstellbar ist und dabei die Drosselquerschnittc aller Drosselbohrungen 23 und 24 verstellt. Weiterhin sind in beiden Stirnsei-

Ki ten des Hohlkolbens 18 Rückschlagventile 29 und 30 eingebaut, die ein unbehindertes Nachfließen von Druckmittel von dem jeweils mit Druck beaufschlagten Druckraum 25 oder 26 des Arbeitszylinders her in den Dämpfungsiaum 21 bzw. 2!« sicherzustellen.

beim Dämpfungshub jedoch den Dämpfungsraum 21 bzw. 21« gegen den Druckraum 26 bzw. 25 abzusperren.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform eines dichtend geführten und als Arbcitskolben dienenden

2(1 Hohlkolbcns kann gegebenenfalls auch nur bei in einer Richtung wirksamer Dämpfung zweckmäßig sein. In diesem Falle braucht nur einer der aus dem Darnpfungsraum austretenden Kolbcnstangenabschnitte mit Drossclbohrungcn versehen zu sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetriebener Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung mit folgenden Merkmalen:

a) in einem Zylindergehäuse ist ein Hohlkolben verschiebbar angeordnet, dessen Bewegung durch mindestens einen Endanschlag begrenzt ist;

b) der Innenraum des Hohlkolbens dient als Dämpfungszylinder, in dem ein Dämpfungskolben unter Bildung mindestens eines Dämpfungsraumes abgedichtet geführt ist;

c) der Dämpfungskolben ist mittels einer Kolbenstange mit dem Ausgangsglied des Arbeitszylinders fest verbunden;

d) der bzw. die Dämpfungsräume sind über je einen Drosselkanal mit einem Druckraum des Arbeitszylinders verbunden;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) der oder die Drosselkanäle sind jeweils als in den Druckraum mündende Längsbohrung (11; 24) in der Kolbenstange (6; 19a) ausgebildet, die axial versetzte radiale Drosselbohrungen (10a, 196, 1Or; 22a, 226, 22c; 23a, 236, 23c) aufweist, die in einer Endstellung des Dämpfungskalbens (4; 20) alle in den Dämpfungsraum (9; 21,21a) münden und mit weiter aus dem Dämpfungsraum (9; 21,21a) austretender Kolbenstange (6; 19a) nach und nach verschließbar sind;

f) in der Längsbohrung (11; 24) ist ein insbesondere durch Schraubgewinde (13; 28) verstellbarer Drosselschieber (12; 27) angeordnet, durch den die DurchfluE-querschnitte der Drosselbohrungen (10a, 106,10c,- 22a, 226, 22c,- 23a, 236, 23c) verstellbar sind.

2. Arbeitszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselzylinder (12; 27) mit einem Ende aus der Längsbohrung (11; 24) herausragt und das hcrausragende Ende mit Ansatzflächen (14) für ein Verstellwerkzeug versehen ist.

3. Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsraum (9; 21, 21a) mit dem Druckraum (3; 25, 26) über ein in Richtung zum Druckraum (3; 25, 26) sperrendes Rückschlagventil (16; 29, 30) verbunden ist.

4. Einfachwirkender Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Dämpiungsraum (9) zwischen Dämpfungskolben (4) und Hohlkolben (5) eine Rückstellfeder (15) angeordnet ist.

5. Doppeltwirkender Arbeitszylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem im Zylindergchäusc abgedichtet geführten Hohlkolben und mit in jeder Endlage wirksamer Dämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (19a) beidseitig aus dem Dämpfungszylinder (21, 21«) heraustritt und daß die Drosselbohrungen (22a, 226, 22 c,· 23«, 236, 23t) beider Endlagendämpfungen von einem gemeinsamen Drosselschieber (27) verstellbar sind.

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem nach dem Stande der Technik (DE-OS 2336066) bekannten Arbeitszylinder der genannten Art bleibt der Drosselquerschnitt der in den Stirnflächen des Dämpfungszylinders angeordneten Drosselkanäle über den gesamten Dämpfungshub konstant. Für ein weiches Ansprechen der Endlagendämpfung,

κι insbesondere bei Verwendung eines inkompressiblen Druckmittels wie z. B. Hydrauliköl, wäre es demgegenüberwünschenswert, wenn der Drosselquerschnitt mit zunehmendem Dämpfungsweg kleiner würde, so daß die Dämpfung eine progressive Charakteristik er-

!5 hie!te, d. h. sich mit zunehmendem Dämpfungsweg allmählich verstärkte.

Ein Arbeitszylinder, dessen Endlagendämpfung eine solche progressive Charakteristik aufweist, ist aus der US-PS 3974910 bekannt. Dort wird das Druckmittel aus einem Dämpfungsraum über radial in der Kolbenstange des Arbeitszylinders angeordnete Bohrungen und eine mit diesen verbundene, ebenfalls in der Kolbenstange befindliche Längsbohrung abgeleitet, wobei die Radialbohrungen derart auf die Länge des Dämpfungshubes verteilt angeordnet sind, daß sie mit weiter aus dem Dämpfungsraum austretender Kolbenstange nach uu>i nach verschlossen werden, so daß der Drosselquerschnitt mit zunehmendem Dämpfungshub kleiner wird. Bei diesem vorbekannten Ar-

Ji) beitszylinder sind die Dämpfungsräume gleichzeitig die Arbeitsräume des Arbeitszylinders und ortsfest an beiden Enden des Arbeitszylinders angeordnet, so daß er einer anderen Gattung angehört. Diese Gattung von Arbeitszylindern mit Endlagendämpfung hat gegenüber der erfindungsgemäßen Gattung den Nachteil, daß sich der die Drosselbohrungen aufweisende Teil der Kolbenstange jeweils an einem Ende des Arbeitszylinders in eine ortsfeste Sackbohrung im Zylinderdeckel einfädeln muß, was mit erheblichen Ab-

»ii dichtungs- und Verschleißproblemen verbunden ist.

Nach dem Stande der Technik (DE-OS 2705836 und DE-OS 2729162) sind schließlich auch Arbeitszylinder mit progressiver Endlagendämpfung bekannt, bei denen der Dämpfungskolben relativ zum Ausgangsglied des Arbeitszylinders verschiebbar ist, am Ende des Arbeitshubes an einem Endanschlag anschlägt und in einen als Dämpfungszylinder dienenden Hohlkolben einschiebbar ist. Dabei sperrt auch hier

5Ii der Dämpfungskolben mit zunehmendem Dämpfungshub eine Reihe von axial versetzt angeordneten radialen Drosselbohrungen im Hohlkolben ab, so daß sich eine progressive Dämpfungscharakteristik ergibt.

Die vorbekannten Arbeitszylinder mit progressiv stärker werdender Endlagendämpfung haben den Nachteil, daß die Dämpfungscharakteristik ein für allemal feststeht, und zwar vorgegeben durch die Querschnitte und die Anordnung der Drosselkanäle. Dem-

Aii gegenüber sind die Anforderungen an die Dämpfungscharakferisfik in Abhängigkeif Von den jeweiligen Einsatzbedingungen des Arbeitszylinders höchst unterschiedlich. Insbesondere muß die Dämpfungscharakteristik auf die zu bewegenden Massen und die

ds gefahrenen Geschwindigkeiten abgestimmt sein. Bei der Scrienhcrstclliing von hydraulischen Arbeitszylindern mit Endlagendämpfung weiß man jedoch nicht, unter welchen Arbeitsbedingungen der jewci-