DE2944432A1 - Pneumatic cylinder with tensile braking action - has inner and outer tubes between end caps, enclosing piston, and with control openings - Google Patents

Pneumatic cylinder with tensile braking action - has inner and outer tubes between end caps, enclosing piston, and with control openings

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DE2944432A1 DE19792944432 DE2944432A DE2944432A1 DE 2944432 A1 DE2944432 A1 DE 2944432A1 DE 19792944432 DE19792944432 DE 19792944432 DE 2944432 A DE2944432 A DE 2944432A DE 2944432 A1 DE2944432 A1 DE 2944432A1
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Abstract

The pneumatic cylinder which applies a braking force to a piston rod (4) when a tensile force is applied to the rod, has a top cap (6) and a bottom cap (9) between which are anchored an inner tube (1) and an outer tube. The rod (4) carries a piston (3) which slides inside the inner tube, and passes through a hole (13) in the top cap. Under the top cap, is a pressure equalising hole (7) through the inner tube, communicating with the space between the two tubes. Through the bottom cap (9) is a hole connecting the region under the piston to atmosphere. Another design incorporates a speed control device in this hole.

Description

Zuggasfeder mit Geschwindigkeitsregulierung und BlockierungPull-type gas spring with speed regulation and locking

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zuggasfeder, und hat die Aufgabe, während ihres Bewegungsablaufs Zugkräfte zu erzeugen.The invention relates to a pull type gas spring, and has the task of to generate tensile forces during their movement.

Sie besteht beispielsweise aus einem ringförmigen Ausgleichszylinder und einem in diesem angeordneten Arbeitszylinder indem sich ein Kolben bewegt, der mit einer Kolbenstange verbunden ist, die an einem Ende des Arbeitszylinders herausführt.It consists, for example, of an annular compensating cylinder and a working cylinder arranged in this in which a piston moves, the is connected to a piston rod which leads out at one end of the working cylinder.

Die Volumen beider Zylinder sind durch eine Ausgleichsbohrung miteinander verbunden und mit Uberdruck gasgefüllt.The volumes of both cylinders are connected to one another through a balancing bore connected and gas-filled with excess pressure.

Im Boden des Arbeitszylinders befindet sich eine Entlüftungsbohrung, so daß unterhalb des Kolbens Normaldruck vorhanden ist, hingegen oberhalb des Kolbens Überdruck ansteht, der den Kolben zum unteren Zylinderende drückt.There is a vent hole in the bottom of the working cylinder, so that normal pressure is present below the piston, but above the piston Excess pressure is present, which pushes the piston to the lower end of the cylinder.

Entsprechend der mit Überdruck beaufschlagten Kolbenkreisfläche, multipliziert mit der Überdruckgröße, können Zugkräfte während des Bewegungsablaufs abgenommen werden.Multiplied according to the piston circular area subjected to excess pressure with the overpressure size, tensile forces can be reduced during the movement sequence will.

Bekannte Gasfedern haben die Aufgabe, während ihres Bewegungsablaufs Druckkräfte zu erzeugen und bestehen aus einem gasdruckdichten Zylinderrohr, an dem an einem Ende eine Kolbenstange herausgeführt ist, die mit einem Kolben, der eine Druckausgleichsbohrung aufweist, verbunden ist, und sich im Zylinderrohr bewegt.Well-known gas springs have the task during their movement Generate pressure forces and consist of a gas pressure-tight cylinder tube which at one end a piston rod is led out with a piston that has a pressure equalization bore, is connected, and moves in the cylinder tube.

bekannterweise ist das Zylinderrohr so mit Gas gefüllt, das in diesem ein Überdruck entsteht, der oberhalb und unterhalb des Kolbens aufgrund der Ausgleichsbohrung gleich groß ist.As is known, the cylinder tube is filled with gas in this an overpressure arises, which is above and below the piston due to the compensating bore is the same size.

Die durcn gleicngroßen Druck beaufschlagte olbenflächen sind verschieden groß und zwar ist die des Kolbenbodens größer als die Kreisfläche des Kolbenkopfes mit dem der Kolben mit der Kolbenstange verbunden ist. Dieser Fläcnenunterschied bewirkt, daß bei anstehendem Überdruck, der Kolben bis zum Anliegen an die Kolbenstangenführung gedrückt wird, und die Kolbenstange aus dem Zylinderrohr herausgeführt ist, wobei während des bewegungsablaufs die Volumensänderung oberhalb und unterhalb des kolbens durch die Druckausgleicüsbohrung erfolgt.The piston surfaces acted upon by the same pressure are different large, namely that of the piston head is larger than the circular area of the piston head with which the piston is connected to the piston rod. This difference in area causes the piston to rest against the piston rod guide when there is overpressure is pressed, and the piston rod is guided out of the cylinder tube, wherein During the movement, the change in volume above and below the piston takes place through the pressure compensation hole.

Entsprechend der Differenz zwischen den zwei mit gleichem Überdruck beaufscnlagten KolDenflächen, multipliziert mit der Überdruckgröße, können Lasten, ale senkrecnt auf die Kolbenstange wirken, in Druckrichtung bewegt werden. Sina die senkrecht auf die Kolbenstange wirkenden Lasten größer als die Kraft aus dieser Flächendifferenz, so bewegen sich Kolben und Kolbenstange entgegengesetzt.According to the difference between the two with the same overpressure loaded column surfaces, multiplied by the overpressure size, loads, All act vertically on the piston rod, are moved in the direction of pressure. Sina the loads acting vertically on the piston rod are greater than the force from this Area difference, the piston and piston rod move in opposite directions.

Die Geschwindigkeit der Koloenbewegung kann durch die lichte Weite der Druckausgleichsbohrung beeinflußt werden.The speed of the Koloen movement can be determined by the clear width the pressure compensation hole can be influenced.

Andere Gasfedern sind bekannt, nei denen das Zylinderrohr teilweise mit Gas und einem hydraulischen Mediumgefüllt ist, wobei sich der KOlben in letzterem bewegt. Durch Einrichtungen im Kolben unlder Kolbenstange, kann der Kolbenhub stufenlos begrenzt und blockiert werden. Zu diesem Zweck ist in einer nohlen Kolbenstange, eine Steuerstange angeordnet, mit der ein Ventil im Kolben betätigt werden kann, das die Volumensänderung des hydraulischen Mediums während des Bewegungsablaufs oberhalb und unterhalb des Kolbens blockiert. Diese Art von blockierbaren Gasfedern sind nur zum senkrechten betrieb geeignet. Andere Ausfünrungsformen von Dlockierbaren Gasfedern, die sich zum Betrieb in jeder Einbaulage eignen, sind mit einem schwimmenden Kolben versenen, der das gasförmige Medium vom nydraulischen trennt. Die Hubbegrenzung und Blockierung erfolgt bei diesen Gasfedern in bekannter Weise aurch Steuerstange und Kolbenventil.Other gas springs are known, some of which are the cylinder tube is filled with gas and a hydraulic medium, the piston in the latter emotional. The piston stroke can be infinitely variable by means of devices in the piston and piston rod be limited and blocked. For this purpose there is a piston rod in the middle, a control rod is arranged with which a valve in the piston can be actuated, the change in volume of the hydraulic medium during the movement blocked above and below the piston. This type of lockable gas spring are only suitable for vertical operation. Other forms of execution of lockable gas springs, which are suitable for operation in any installation position versenen with a floating piston that removes the gaseous medium from the hydraulic separates. The stroke limitation and blocking takes place with these gas springs in a known manner Way through control rod and piston valve.

Alle bekanntgewordenen Gasfedern naben den großen Nachteil des geringen Wirkungsgrades, der sich aus dem Verhältnis von Druck der Gasfüllung zu Ausschub oder Druckkraft ergibt. So verhält sich beispielsweise bei einem gegebenen Überdruck und einem angenommenen Kolbendurcnmesser von 2 cm, sowie einer Kolbenstangendicke von 1 c, das Verhältnis von Druck zur Ausschubkraft, wie 1,2d : 1. Bei der erfindungsgemäßen Zuggasfeder gleicher Abmessung vernält sich der Druck zur Einschub- oder Zugkraft vorteilnafterweise wie 0,42 : 1. Demnach ist der Wirkungsgrad der Zuggasfeder bei gleichen Gegebenheiten 3 mal besser.All known gas springs have the big disadvantage of being small Efficiency that results from the ratio of the pressure of the gas filling to the ejection or compressive force results. This is how it behaves, for example, at a given overpressure and an assumed piston diameter of 2 cm and a piston rod thickness of 1 c, the ratio of pressure to extension force, such as 1.2d: 1. In the case of the invention Pull-type gas springs of the same size reduce the pressure to the insertion or pulling force advantageously as 0.42: 1. Accordingly, the efficiency of the tension gas spring is at same conditions 3 times better.

Bei bekannten Gas federn mit Hubblockierung ist die Verminderung der Hublänge gegenüber der esamtbaulänge, die sich aus konstruktiven Notwendigkeiten ergibt, sehr nachteilig. Überdies müssen zum Bewegen der Steuerstange, Hebel oder anders ausgebildete Handhaben vorhanden sein, deren Platzbedarf den sinbauraum unnötig vergrößert.In known gas springs with stroke blocking is the reduction of Stroke length compared to the overall overall length, which results from structural necessities results, very disadvantageous. In addition, to move the control rod, lever or differently designed handles are available, the space requirements of which the sinbauraum unnecessary enlarged.

Ein weiterer großer Nachteil ist die Zuordnung von Umlenkungen zu den Gasfedern, wenn eine Umkehrung der Kraftrichtung nötig ist, weil außer dem Platzbedarf am Betriebsort aufwendige mechanismen vornanden sein müssen.Another major disadvantage is the assignment of diversions to the gas springs, if a reversal of the direction of force is necessary, because apart from the space requirement complex mechanisms must be in place at the operating site.

Zu diesen Nachteilen kommt ninzu, daß die Kolbenstangenstets aus dem Zylinderrohr herausragen, deren Oberflächen nicht beschädigt werden dürfen, da sonst Lekagen entstehen, die zum Funktionsausfall führen. Hieraus ergibt sich, daß für die Lagerhaltung, den Transport, sowie bei demontage besondere Sorgfalt und Schutzmaßnanmen nötig sind.In addition to these disadvantages, the piston rod always comes from the Cylinder tube protrude, the surfaces of which must not be damaged, otherwise Leaks occur, which lead to functional failure. It follows that for storage, transport, and special care and protective measures during dismantling are necessary.

Der erfindung liegt aaher die Aufgabe zugrunde, eine baulich einfache Gasfeder zu schaffen, bei deren Bewegungsablauf Zugkräfte erzeugt werden.The invention is based on the task of a structurally simple To create gas springs whose movement sequence generates tensile forces.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen dargestellt.In the drawing, for example, embodiments are shown.

Figur 1 zeigt das Schema einer Zuggasfeder im gespannten Zustand in aer einfachsten Form mit einem achsparallelen Zweifacnzylinder, worin mit (1) der Arbeitszylinder bezeichnet ist und mit (ts) seine untere Entlüftungsbohrung.FIG. 1 shows the diagram of a tension gas spring in the tensioned state in the simplest form with an axially parallel two-faced cylinder, in which with (1) the Working cylinder is designated and with (ts) its lower vent hole.

Im Arbeitszylinder (1) ist der Arbeitskolben (3), ,der mit der Kolbenstange (4) einseitig verbunden ist, beweglich angeordnet.In the working cylinder (1) is the working piston (3), that with the piston rod (4) is connected on one side, arranged to be movable.

Der Arbeitszylinder (1) ist mit dem Ausgleichszylinder (5) aurch den Zylinderkopt (6), der eine Druckausgleichsbohrung (7) zwiscnen Arbeitszylinder (1) und Ausgleichszylinder (5) aufweist, fest verbunden.The working cylinder (1) is connected to the compensating cylinder (5) Cylinder head (6), which has a pressure compensation hole (7) between the working cylinder (1) and compensating cylinder (5), firmly connected.

Der mit einer Entlüftungsbohrung (8) versehene Zylinderboden (9) stellt die untere Verbindung des Arbeitszylinders (1) mit dem Ausgleichszylinder (5) ner. Die Darstellung zeigt, daß die Kolbenringfläche (10) des Arbeitskolbens (3) mit Gasdruck beaufschlag ist und den Arbeitskolben (3), mit dem die Kolbenstange (4) verbunden ist, in Richtung Entlüftungsbohrung (8) des Arbeitszylinders (1) geschoben hat.The cylinder base (9) provided with a ventilation hole (8) represents the lower connection of the working cylinder (1) with the compensating cylinder (5) ner. The illustration shows that the piston ring surface (10) of the working piston (3) with Gas pressure is applied and the working piston (3) with which the piston rod (4) is connected, pushed in the direction of the vent hole (8) of the working cylinder (1) Has.

Wirkt an der Kolbenstange (4) der gespannten Zuggasfeder eine Zugkraft, die größer ist als der Gasdruck multipliziert mit der Kolbenringfläche (10) des Arbeitskolbens (3) wird das im Arbeitszylinaer (1) befindliche Gasvolumen (12) durch die Verbindungsleitung (7) im Zylinderkopf (6) vom Arbeitszylinder (1) in den Ausgleichszylinder (5) gedrückt und die Kolbenstange (4) aurch die Kolbenstangenfünrung (13) des Zylinderkopfes (6) nerausgezogen, wird die Zugkraft an der ausgefahrenen Kolbenstange (4) kleiner als der Gasdruck multipliziert mit der Kolbenringfläche (10) des Arbeitskolbens (3), bewegt sich aieser in seine Ausgangslage, und die mit ihm verbundene Kolbenstange (4) fährt in den Arbeitszylinder (1) ein.If a tensile force acts on the piston rod (4) of the tensioned gas spring, which is greater than the gas pressure multiplied by the piston ring area (10) of the Working piston (3) moves the gas volume (12) in the working cylinder (1) through the connecting line (7) in the cylinder head (6) from the working cylinder (1) in the Compensating cylinder (5) pressed and the piston rod (4) through the piston rod guide (13) of the cylinder head (6) is pulled out, the pulling force on the extended Piston rod (4) smaller than the gas pressure multiplied by the piston ring area (10) of the working piston (3), it moves into its starting position, and that with it The piston rod (4) connected to it moves into the working cylinder (1).

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Zuggasfeder im gespannten Zustand mit beispielsweise erfindungsgemäßen Einrichtung zur Geschwindigkeitsregulierung oder -dämpfung des Bewegungsablaufs.Figure 2 shows a tension gas spring according to the invention in the tensioned state with, for example, a device according to the invention for regulating the speed or dampening of the sequence of movements.

In der Entlüftungsbohrung (8) des Zylinderbodens (9) ist ein Drosselventil (23) angeordnet, zum Regulieren der Geschwindigkeit.A throttle valve is located in the ventilation hole (8) of the cylinder base (9) (23) arranged to regulate the speed.

Das Drosselventil (23) in der Entlüftungsbohrung (8) des Zylinderbodens (9) reguliert die Geschwindigkeit des Durchflußes der atmosphärischen Luft, die durch bewegung des Arbeitskolbens (3) im Arbeitszylinder (1) bewegt wird.The throttle valve (23) in the vent hole (8) in the cylinder base (9) regulates the rate of flow of atmospheric air that is moved by moving the working piston (3) in the working cylinder (1).

Figur 3 zeigt beispielsweise eine erfindungsgemäße Zuggasfeder mit Deispielsweisen erfindungsgemäßen Einrichtungen zur Dämpfung und Blockierung des Bewegungsablaufs.Figure 3 shows, for example, a pull type gas spring according to the invention Debeispielsweise devices according to the invention for damping and blocking the Movement sequence.

Mit der Ziffer (14) ist eine Trennwand zwischen dem Arbeitszylinder (1) und dem Ausgleichszylinder (5) bezeichnet, um das Volumen des Ausgleichszylinders zu teilen.With the number (14) is a partition between the working cylinder (1) and the compensating cylinder (5) denotes the volume of the compensating cylinder to share.

Das unter dem schwimmenden Ringkolben (21) befindliche Volumen (15) im Ausgleichszylinder (5.), sowie das unter dem Kolbenboden (1b) des Arbeitskolbens (3) befindliche Volumen (17) ist mit einem hydraulischen Medium gefüllt und durch eine Ausgleichsbohrung (19) im gemeinsamen Zylinderboden miteinander verbunden.The volume (15) under the floating annular piston (21) in the compensating cylinder (5.), as well as the one under the piston crown (1b) of the working piston (3) located volume (17) is filled with a hydraulic medium and through a compensating bore (19) connected to one another in the common cylinder base.

Durch den schwimmenden Ringkolben (21) wird das hydraulische Medium gegenüber der Entlüftungsbohrung (22), die unterhalb der Trennwand (14) im äußeren Zylinderrohr des Ausgleichszylinders (5) angeordnet ist, abgedichtet.The hydraulic medium is transferred through the floating annular piston (21) opposite the vent hole (22) below the partition (14) in the outer Cylinder tube of the compensating cylinder (5) is arranged, sealed.

Zum Zweck der Geschwindigkeitsregulierung oder Blockierung des Kolbenhubes beim Bewegungsablauf ist in der Ausgleichsbohrung (19) ein Ventil (24) vorhanden, das die Durchflußmenge des hydraulischen Mediums vom Arbeitszylinder (1) zum Ausgleichszylinder (5) oder umgekehrt reguliert oder blockiert.For the purpose of speed regulation or blocking of the piston stroke during the movement there is a valve (24) in the compensation bore (19), this is the flow rate of the hydraulic medium from the working cylinder (1) to the compensating cylinder (5) or vice versa regulated or blocked.

Da die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe mit einer großen Zahl von Konstruktionsvarianten möglich ist, sind die dargestelllten Lösungsbeispiele nur als solche aufzufassen, ohne den Erfindungsgedanken zu begrenzen.Since the inventive solution to the problem with a large number of Construction variants are possible, the solution examples shown are only to be understood as such without limiting the inventive concept.

Claims (6)

Patentansprüche Zuggasfeder mit Geschwindigkeitsregulierung und Blockierung Zuggasfeder mit einem Druckspeicher bestehend aus einem Ausgleichs- und einem Arbeitszylinder der an einem Ende geöffnet ist und einer mit dem Kolben verbundenen nach außen geführten Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben einseitig Uberdruck ansteht der beim Bewegungsablauf als Zugkraft wirkt, wobei der Volumenausgleich vom Arbeitszylinder zum Ausgleichszylinder durch eine Ausgleichsbohrung erfolgt.Claims gas spring with speed regulation and blocking Pull-type gas spring with a pressure accumulator consisting of a compensating cylinder and a working cylinder which is open at one end and one which is connected to the piston and which is led outwards Piston rod, characterized in that there is overpressure on one side on the piston which acts as a tensile force during the movement, with the volume compensation from the working cylinder to the compensating cylinder through a compensating bore. 2) Zuggasfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drosselventil vorhanden ist, das die Durchflußmenge der atmosphärischen Luft regelt und dadurch die Hubgeschwindigkeit reguliert.2) pull type gas spring according to claim 1, characterized in that a throttle valve is present that regulates the flow rate of atmospheric air and thereby regulates the lifting speed. 3) Zuggasfeder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem zweigeteilten Druckspeicher hydraulische und pneumatische Medien vorhanden sind, die durch Verbindungsleitungen mit den zugeordneten Hubräumen des Arbeitszylinders verbunden sind.3) pull type gas spring according to one or more of the preceding claims, characterized in that hydraulic and in a two-part pressure accumulator Pneumatic media are present, which are connected to the assigned by connecting lines Cubic capacities of the working cylinder are connected. 4) Zuggasfeder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Hydrospeicher eine Entlüftung vorhanden ist.4) pull type gas spring according to one or more of the preceding claims, characterized in that there is a vent in the hydraulic accumulator. 5) Zuggasfeder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Entlüftung ein bewegliches Dichtelement, beispielsweise Ringkolben vorhanden ist, der beim Volumenausgleich zwischen Hydrospeicher im Ausgleichszylinder und dem zugeordneten Hubraum im Zylinder Lekagen von hydraulischen Medien durch die Entlüftung verhindert.5) pull type gas spring according to one or more of the preceding claims, characterized in that below the vent a movable sealing element, For example, there is an annular piston, which is involved in the volume compensation between the hydraulic accumulator in the compensating cylinder and the assigned cubic capacity in the cylinder leaks of hydraulic Media prevented by the vent. 6) Zuggasfeder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hydrospeicher und dem Hubraum ein Ventil vorhanden ist zur Geschwindigkeitsregulierung und Blockierung von Volumenausgleich des hydraulischen Medium.6) pull type gas spring according to one or more of the preceding claims, characterized in that a valve between the hydraulic accumulator and the displacement is available for speed regulation and blocking of volume compensation of the hydraulic medium.
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