DE29924653U1

DE29924653U1 - Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus

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Publication number: DE29924653U1
Application number: DE29924653U
Authority: DE
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1998-11-06
Filing date: 1999-11-03
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2009-11-04

Abstract

Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus (1) mit einem Zylinderrohr (4), einem in dem Zylinderrohr (4) gleitenden Kolben (10) und zwei Anschlüssen (12, 14) für die Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehender Luft zu und von zwei Druckkammern (20, 22), die durch den Kolben (10) getrennt werden, gekennzeichnet durch
einen Ablassausgang (24, 26) für die Verbindung mit der Druckkammer (20, 22), der an einer Position entsprechend wenigstens einem der beiden Anschlüsse (12, 14) in dem Zylinderrohr (4) angeordnet ist, wobei er näher dem jeweiligen Ende des Zylinderrohres (4) positioniert ist als der Anschluss (12, 14),
Geschwindigkeitsregeleinrichtungen (28, 30) zum gedämpften Stoppen des Kolbens (10) durch Beschränkung des Ablassluftstromes von der Druckkammer (20, 22), die mit dem Ablassausgang (24, 26) verbunden sind, und
einer Vielzahl von Kolbendichtungsringen (40, 41, 42; 50, 52, 54) zur Festlegung der beiden Druckkammern (20, 22) durch Berühren und Gleiten entlang der inneren Umfangsfläche des Zylinderrohres...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Luftzylinder mit einem Dämpfungsmechanismus zur Absorption eines durch die Trägheitsenergie beim Stop eines Zylinderkolbens an seinem Hubende erzeugten Stoßes.
Bei Luftzylindern mit einem Zylinderrohr und einem in dem Zylinderrohr gleitenden Kolben sind Dämpfungsmechanismen bekannt, bei denen Dämpfungsluft zeitweise in einer Luftkammer in der Auslassseite eingeschlossen wird, wobei die Luft während der Kolbenoperation unter Druck gesetzt wird, um dadurch den Kolben unter Verwendung des Auslassluftdruckes abzubremsen. Dies führt zu einem gedämpften Stoppen des Kolbens am Hubende. Bei diesem herkömmlichen Luftzylinder wird ein Luftablassweg durch Einsetzen eines an der Kolbenseite angeordneten Dämpfungsringes in eine Dämpfungsdichtung innerhalb des Zylinderrohres vor dem Hubende blockiert, um die Auslassluft zu einem Drosselventil zu leiten. Dadurch wandelt der Gegendruck des Kolbens die kinetische Energie des Kolbens entsprechend der Drosseleinstellung des Drosselventils in eine Luftkompressionsenergie um, die eine Bremskraft ausübt.
Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus wird jedoch die Länge des Zylinders unvermeidbar vergrößert, da aus konstruktiven Gründen der Dämpfungsmechanismus eine gewisse Länge für die Anordnung des Dämpfungsringes auf wenigstens einer Seite des Kolbens und einen langen Leerraum für das Einsetzen des Dämpfungsringes in das Zylinderrohr erfordert. Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus vorzuschlagen, der eine geringe Größe und eine einfache Konstruktion aufweist und der außerdem preiswert ist, indem der lange Dämpfungsring und der Leerraum für dessen Einsetzen vermieden werden.
Mit der vorliegenden Erfindung soll zudem ein Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus geschaffen werden, der einfach und rationell gestaltet ist, indem er lediglich Mittel zur Dämpfung des Auslassluftdruckes auf der Zylinderrohrseite und eine Vielzahl von Dichtungen für die Kolbendichtung und Dämpfungsdichtung aufweist, die gemeinsam an dem Kolben angeordnet sind.
Zur Lösung dieser Aufgaben weist ein Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung ein Zylinderrohr, einen in dem Zylinderrohr gleitenden Kolben und zwei Anschlüssen für die Zufuhr und den Ablass von Druckluft zu und von zwei Druckkammern auf, die durch den Kolben getrennt werden, wobei der Luftzylinder einen Auslassausgang zur Verbindung mit der Druckkammer aufweist, der in einer Position entsprechend wenigstens einer von zwei Anschlüssen in dem Zylinderrohr angeordnet ist, wobei er näher an dem Ende des Zylinderrohres positioniert ist als der Anschluss. Der Luftzylinder weist außerdem Geschwindigkeitsregelungseinrichtungen zum gedämpften Stoppen des Kolbens durch Beschränkung des Ablassluftstromes von der mit dem Ablassausgang verbundenen Druckkammer und eine Vielzahl von Kolbendichtungsringen zur Festlegung der beiden Druckkammern durch Berühren und Gleiten an der inneren Umfangsfläche des Zylinderrohres auf, die in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens angeordnet sind, wobei wenigstens ein Teil der Vielzahl von Kolbendichtungsringen als Dämpfungsdichtung dient, indem unter Druck stehende Luft innerhalb der Druckkammer nur durch den Ablassausgang abgeführt wird, wenn die Dichtungsringe kurz bevor der Kolben sein Hubende erreicht an dem Anschluss in der Ablassseite vorbeitreten.
Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Luftzylinder wird der Kolben durch abwechselnde Zufuhr und Ablass von Druckluft durch die beiden Anschlüsse in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angetrieben. Das Abbremsen und Stoppen des Kolbens durch den Dämpfungsmechanismus an dem Hubende wird wie folgt durchgeführt: wenn der Kolben gleitet, wird am Anfang die Druckluft in der Druckkammer auf der Ablassseite durch den Anschluss abgelassen. Wenn der Kolben sein Hubende erreicht und der Kolbendichtungsring seine Funktion als Dämpfungsdichtung erfüllt und an dem Anschluss in der Ablassseite vorbeitritt, wird der Durchgang zwischen dem Ausgang und der Druckkammer unterbrochen, so dass die unter Druck stehende Luft in der Druckkammer auf der Auslassseite lediglich in gedämpfter Weise über die Geschwindigkeitsregeleinrichtung durch den Ablassausgang abgeführt wird. Dadurch wird der Luftdruck in der Druckkammer durch die Durchflusssteuerung der Geschwindigkeitsregeleinrichtung erhöht, um einen Gegendruck gegen den Kolben aufzubauen, so dass der Kolben beim Erreichen seines Hubendes abgebremst wird.
Bei dem oben beschriebenen Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus ist es nicht erforderlich, einen langen Dämpfungsring und einen langen Leerraum zum Einsetzen des Dämpfungsringes vorzusehen, so dass die Gesamtlänge des Zylinders entsprechend reduziert werden kann und eine Miniaturisierung des Luftzylinders ermöglicht wird.
Da die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen zur Beschränkung des Ablassluftstromes auf der Zylinderrohrseite angeordnet sind und mehrere Dichtungsringe, die im wesentlichen gleichzeitig als Kolbendichtung und Dämpfungsdichtung dienen, auf der Kolbenseite ausgebildet sind, kann die Konstruktion durch Reduzierung der Teilezahl vereinfacht und rationalisiert werden, wodurch die Herstellkosten des Luftzylinders verringert werden.
Bei einem Luftzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Ablassausgang über die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen mit dem entsprechenden Ausgang verbunden werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Luftzylinders können die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen einen Drosselmechanismus zur Beschränkung des von dem Ablassausgang zu der Anschlussseite fließenden Ablassluftstromes und ein Kontrollventil aufweisen, das den von dem Ablassausgang zu der Anschlussseite fließenden Ablassluftstrom stoppt, während es den Fluss von unter Druck stehender Luft in der entgegengesetzten Richtung erlaubt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen in einer in dem Zylinderrohr ausgebildeten Ventilkammer zur Verbindung mit dem Ablassausgang und dem Anschluss vorgesehen, in der ein Ventilelement mit einem darin vorgesehenen Drosselmechanismus und dazwischen eine das Kontrollventil bildende Lippendichtung angeordnet sind.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen durch einen Drosselmechanismus zur Beschränkung des von dem Ablassausgang zu der Anschlussseite fließenden Ablassluftstromes gebildet werden, wobei ein Teil der Vielzahl von Kolbendichtungsringen, die gleichzeitig als Dämpfungsdichtung dienen, gleichzeitig die Funktion als Kontrollventil übernehmen kann, was einen Fluss der von der Anschlussseite zu der Ablassausgangsseite fließenden Ablassdruckluft erlaubt, während der Fluss in der entgegengesetzten Richtung gestoppt wird, wenn die Dichtungen zwischen dem Anschluss und dem Ablassausgang an dem Hubende angeordnet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung können zum abgebremsten Stoppen des Zylinders an beiden Hubenden in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung zwei Gruppen von Ablassausgängen, Geschwindigkeitsregeleinrichtungen und dem gleichzeitig als Dämpfungsdichtung dienenden Kolbendichtungsring entsprechend den beiden Anschlüssen zugeordnet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Halbschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Luftzylinders mit Dämpfungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Zustand dargestellt wird, bevor der Kolben angetrieben wird,
2 eine Schnittdarstellung, die einen Dämpfungsvorgang bei der ersten Ausführungsform zeigt,
3 einen Halbschnitt durch eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 einen Halbschnitt durch eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 einen Halbschnitt durch eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
6 einen Halbschnitt durch eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform eines Luftzylinders mit Dämpfungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Luftzylinder 1A weist ein Zylinderrohr 4, dessen beide Enden durch eine Kopfabdeckung 6 bzw. eine Stangenabdeckung 8 verschlossen werden, einen innerhalb des Zylinderrohres 4 hin und her gehenden Kolben 10, der luftdicht gleitet, und eine mit dem Kolben 10 verbundene Kolbenstange 10a auf.
In der Nähe der Enden der Kopf- und Stangenseiten des Zylinderrohres 4 sind zwei Anschlüsse 12 und 14 für die Zufuhr bzw. Abfuhr von Druckluft angeordnet. Diese Anschlüsse 12 und 14 stehen über Öffnungen 16 bzw. 18 mit einem Paar von Druckkammern 20 und 22 in Verbindung, die auf beiden Seiten des Kolbens 10 ausgebildet sind. Der Kolben 10 wird hin- und hergehend in dem Zylinderrohr 4 angetrieben, indem unter Druck stehende Luft zu/von den Druckkammern 20 und 22 über die Öffnungen 16 bzw. 18 von/zu den Anschlüssen 12 und 14 zugeführt bzw. abgelassen wird. In den Endabschnitten des Zylinderrohres 4, die dem jeweiligen Hubende näherliegen als die Öffnungen 16 und 18, sind Ablassausgänge 24 und 26 für den Ablass von Dämpfungsluft von den Druckkammern 20 bzw. 22 angeordnet. Zwischen diesen Ablassausgängen 24 und 26 und den Anschlüssen 12 und 14 sind Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 und 30 angeschlossen, um den Kolben abbremsend zu stoppen, indem der Ablassluftstrom eingeschränkt wird.
Diese Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 (30) werden durch eine parallele Anordnung eines Kontrollventils 32 (34) und eines Drosselmechanismus 36 (38) zur Beschränkung des Luftstromes gebildet und sind in einer in dem Zylinderrohr 4 ausgebildeten Ventilkammer 31 aufgenommen. D. h., dass an einer Position des Zylinderrohres 4, die der des Ablassausgangs 24 (26) entspricht, die sowohl mit dem Ablassausgang 24 (26) als auch dem Anschluss 12 (14) in Verbindung stehende Ventilkammer 31 ausgebildet ist, in der ein zylinderförmiges Ventilelement 33 aufgenommen ist. In dem Ventilelement 33 ist der oben genannte Drosselmechanismus 36 (38) angeordnet, und eine das oben genannte Kontrollventil 32 (34) bildende Lippendichtung liegt zwischen der äußeren Umfangsfläche des Ventilelements 33 und der inneren Umfangsfläche der Ventilkammer 31. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 35 (37) einen Bypass, der die oben genannte Ventilkammer 31 mit dem Anschluss 12 (14) verbindet.
Der oben beschriebene Drosselmechanismus 36 (38) ist als variables Drosselventil ausgebildet und weist eine Verbindungsöffnung 45, die den Ablassausgang 24 (26) über den oben genannten Bypass 35 (37) mit dem Anschluss 12 (14) verbindet, und eine Nadel 47 zum Einstellen der Öffnungsfläche der Verbindungsöffnung 45 auf. Andererseits stoppt das oben genannte Kontrollventil 32 (34) den Druckluftstrom von der Druckkammer 20 (22) zu dem Anschluss 12 (14) an der Dämpfungsstufe auf der Seite des Hubendes des Kolbens 10 und erlaubt lediglich den Zufluss von unter Druck stehender Luft von dem Anschluss 12 (14) zu der Druckkammer 20 (22) wenn das Antreiben des Kolbens (10) beginnt.
An der äußeren Oberfläche des Kolbens 10 sind zwei Kolbendichtungsringe 40 und 42 zur Festlegung der oben genannten Druckkammern 20 und 22 so angeordnet, dass sie die innere Oberfläche des Zylinderrohres 4 berühren und an dieser entlang gleiten. Diese Kolbendichtungsringe 40 und 42 dienen einer doppelten Funktion, indem sie nicht lediglich die Druckkammern 20 und 22 festlegen sondern außerdem Ablasswege umschalten, d. h. den Ablass der Druckluft in den Druckkammern 20 und 22 lediglich durch die Ablassausgänge 24 und 26 ermöglichen, indem sie, unmittelbar bevor der Kolben 10 das Hubende erreicht an dem Anschluss in der Ausgangsseite vorbeitreten und dadurch eine Dämpfungsdichtungsfunktion ausüben. Die Anschlüsse 12 und 14 sind an den folgenden Positionen relativ zu den Ablassausgängen 24 und 26 angeordnet: Die Kolbendichtungsringe 40 und 42 sind an einer solchen relativen Position angeordnet, dass dann, wenn der Kolben 10 beim Gleiten zu der Kopfseite oder der Stangenseite eines seiner Hubenden erreicht, der Kolbendichtungsring 40 oder 42 an der in Bewegungsrichtung vorderen Seite an der Öffnung 16 oder 18 des Anschlusses 12 oder 14 auf der Ablassseite vorbeitritt aber anhält, bevor er an dem Ablassausgang 24 oder 26 vorbeitritt, während der Kolbendichtungsring 40 oder 42 auf der Rückseite der Bewegungsrichtung anhält unmittelbar bevor er an der Öffnung 16 oder 18 des Anschlusses 12 oder 14 auf der Ablassseite vorbeitritt.
Die Wirkungsweise und Funktion des Luftzylinders mit Dämpfungsmechanismus 1A wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
In einem Zustand, in dem der Kolben 10, wie in 1 gezeigt, an dem kopfseitigen Hubende angeordnet ist, bewegt sich bei Zufuhr von unter Druck stehender Luft zu dem einen Anschluss 12 der Kolben 10 zu der Stangenseite (in der Zeichnung nach links) da die Luft über den Bypass 35 in die Ventilkammer 31 fließt, so dass sie durch Öffnen des Kontrollventiles 32 von dem Ablassausgang 24 in die Druckkammer 20 auf der Kopfseite fließt. Wenn dann der Kolbendichtungsring 40 auf der Rückseite in Bewegungsrichtung des Kolbens 10 an der Öffnung 16 des Anschlusses 12 vorbei geht, wird die oben genannte unter Druck stehende Luft über die Öffnung 16 im wesentlichen direkt der Kolbenkammer 20 zugeführt, so dass der Kolben 10 seine Bewegung beibehält. Entsprechend der Bewegung wird die unter Druck stehende Luft in der Druckkammer 22 auf der Stangenseite im wesentlichen direkt von der Öffnung 18 über den Anschluss 14 abgeführt.
Wie in 2 dargestellt ist, wird die Druckkammer 22 auf der Ablassseite von dem Anschluss 14 abgeschnitten, wenn der Kolben 10 sich dem stangenseitigen Hubende nähert, so dass der Kolbendichtungsring 42 auf der in Bewegungsrichtung vorderen Seite an der oben genannten Öffnung 18 (d. h. dem Anschluss 14) vorbeitritt, so dass die Druckluft innerhalb der Druckkammer 22 durch den Drosselmechanismus 38 der Geschwindigkeitsregeleinrichtung 30 von dem Ablassausgang 26 abgeführt wird. D. h., dass der Kolbendichtungsring 42 als Dämpfungsdichtung wirkt, so dass der Ablassweg von dem direkten Weg über die Öffnung 18 und den Anschluss 14 auf den eingeschränkten Weg über den Ablassausgang 26 und den Drosselmechanismus 38 umgeschaltet wird. Dadurch wird der Luftdruck in der Druckkammer 22 aufgrund der Durchflusskontrolle über den Drosselmechanismus 38 erhöht, so dass sich ein Gegendruck gegen den Kolben bildet und der Kolben 10 beim Erreichen seines Hubendes abgebremst wird. Hierbei stoppt der Kolbendichtungsring 42 an der in Bewegungsrichtung vorderen Seite vor dem Ablassausgang 26, während der Kolbendichtungsring 40 auf der Rückseite vor der Öffnung 18 des Anschlusses 14 anhält.
Wenn der Kolben 10 von dem stangenseitigen Hubende zu dem kopfseitigen Hubende in der der oben beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung gleitet, wird dem Anschluss 14 unter Druck stehende Luft zugeführt. Wenn der Kolben 10 sich hierbei seinem kopfseitigen Hubende nähert, wird der Kolben 10 in gedämpfter Weise an dem kopfseitigen Hubende abgebremst und angehalten, da der Kolbendichtungsring 40 als Dämpfungsdichtung dient, so dass der Ablassweg von der Druckkammer 20 in der Kopfseite von dem direkten Weg über den Anschluss 12 zu dem beschränkten Weg über den Ablassausgang 24 und dem Drosselmechanismus 36 der Geschwindigkeitsregeleinrichtung 28 umgeschaltet wird.
Der wie oben beschrieben aufgebaute Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus erfordert keinen langen Dämpfungsring in dem Kolben und keinen langen Leerraum zum Einsetzen des Dämpfungsringes innerhalb des Zylinders wie der herkömmliche Luftzylinder, so dass die Gesamtlänge des Zylinderrohres 4 entsprechend verringert werden kann, was eine Miniaturisierung des Luftzylinders ermöglicht. Da die Kolbendichtungsringe 40 und 42 gleichzeitig die Funktion der Dämpfungsdichtung übernehmen, kann ihre Gestaltung durch Reduzierung der Anzahl der Einzelteile des Luftzylinders vereinfacht und dadurch die Herstellkosten verringert werden.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 41 einen Verschleißring und das Bezugszeichen 43 einen Magneten zur Positionsfeststellung. Diese Elemente werden je nach Bedarf vorgesehen.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Luftzylinder 1B gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem der ersten Ausführungsform, indem die Drosselmechanismen 36a und 38a in den Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 und 30 als feste Drosseln ausgebildet sind, so dass die Öffnungsfläche einer Verbindungsöffnung 45a nicht eingestellt werden kann.
Da die Gestaltung und Wirkungsweise der zweiten Ausführungsform bis auf die oben beschriebenen Unterschiede im wesentlichen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden gleiche Funktionselemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Luftzylinder 1C gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von demjenigen der oben beschriebenen ersten und zweite Ausführungsformen dahingehend, dass bei den ersten und zweiten Ausführungsformen Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 und 30 direkt innerhalb der in dem Zylinderrohr 4 ausgebildeten Ventilkammern 31 vorgesehen sind, während bei der vorliegenden dritten Ausführungsform die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 und 30 außerhalb des Zylinderrohres 4 angeordnet und mit den Ablassausgängen 24 und 26 und den Anschlüssen 12 und 14 verbunden sind. In diesem Fall kann ein Block, an dem die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 und 30 vorgesehen sind, entweder an dem Zylinderrohr 4 angebracht oder an einem von dem Zylinderrohr 4 getrennten Ort angeordnet sein, wobei sie miteinander durch Rohrleitungen verbunden werden. Die Drosselmechanismen 36a und 38a können entweder variable Drosseln wie bei der ersten Ausführungsform oder feste Drosseln wie bei der zweiten Ausführungsform sein.
Die Gestaltung und Wirkungsweise der dritten Ausführungsform entspricht bis auf die oben beschriebenen Unterschiede im wesentlichen denen der ersten und zweiten Ausführungsform.
5 zeigt eine vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Luftzylinder 1D gemäß der vierten Ausführungsform unterscheidet sich von denjenigen der oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen dahingehend, dass lediglich die Drosselmechanismen 36 und 38 als Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 und 30 innerhalb der Ventilkammern 31 zwischen den Ablassausgängen 24 und 26 und den Anschlüssen 12 und 14 aufgenommen sind, und dass die Funktion als Kontrollventil gleichzeitig durch einen Teil von drei Kolbendichtungsringen 50, 52 und 54 übernommen wird, die an dem Kolben 10 befestigt sind.
Die oben genannten drei Kolbendichtungsringe 50, 52 und 54 sind an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 10 befestigt, wobei der mittlere Dichtungsring 52 lediglich der Festlegung der beiden Druckkammern 20 und 22 als ursprünglicher Kolbendichtungsfunktion dient, während die anderen beiden Dichtungsringe 50 und 54 auf beiden Seiten neben ihrer Funktion als Kolbendichtung gleichzeitig als Dämpfungsdichtung und Kontrollventil dienen. Daher sind diese beiden Dichtungsringe 50 und 54 als Lippendichtung mit einer für die Dichtung orientierten Form ausgebildet und an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 10 angebracht, so dass unter Druck stehende Luft von dem mittleren Dichtungsring 52 in den Richtungen zu beiden Enden des Kolbens 10 fließen kann, während sie in den entgegengesetzten Richtungen gestoppt wird. Die vorgesehene Positionsbeziehung zwischen den oben beschriebenen drei Dichtungsringen 50, 52 und 54 ist so, dass dann, wenn der Kolben 10 das Hubende erreicht, der Dichtungsring 50 oder 54 an der Vorderseite vor dem Ablassausgang 24 oder 26 anhält, während der mittlere Dichtungsring 52 vor der Öffnung 16 oder 18 des Anschlusses 12 oder 14 stoppt.
In dem in 5 gezeigten Zustand fließt bei der Zufuhr von unter Druck stehender Luft zu dem Anschluss 12 die Druckluft von der Öffnung 16 im wesentlichen in den Freiraum der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 10, um in die Druckkammer 20 einzutreten, wobei der Dichtungsring 50 aufgeweitet wird. Gleichzeitig fließt sie aber auch von dem Drosselmechanismus 36 langsam zunehmend in die Druckkammer 20, so dass der Kolben 10 mit der erwarteten Geschwindigkeit starten kann.
Nachdem der oben genannte Dichtungsring 50 durch eine gewisse Bewegung des Kolbens 10 an der Öffnung 16 des Anschlusses 12 vorbeigetreten ist, fließt die Druckluft von dem Anschluss 12 durch die Öffnung 16 direkt in die Druckkammer 20 und der Dichtungsring 50 dient anschließend als Kolbendichtung, die die Luftdichtigkeit der Druckkammer 20 gewährleistet.
Wenn der Kolben 10 sich dem Hubende nähert, dient der Dichtungsring 54 auf der in Bewegungsrichtung vorderen Seite als Dämpfungsdichtung, d. h., dass ebenso wie bei der ersten Ausführungsform der Ablassweg von dem Weg über die Öffnung 18 des Anschlusses 14 zu dem Weg über den Drosselmechanismus 38 umgeschaltet wird, so dass der Kolben 10 in gedämpfter Weise an dem Hubende angehalten wird.
Auch bei der vierten Ausführungsform kann der oben genannte Drosselmechanismus 38 entweder eine variable Drossel oder eine feste Drossel sein.
6 zeigt eine fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Luftzylinder 1E gemäß der fünften Ausführungsform ist so ausgebildet, dass der Kolben 10 an einem Ende seines Hubes anhält, indem die Geschwindigkeitsregeleinrichtung an irgendeinem Ende des Zylinders angeordnet wird im Gegensatz zu den oben beschriebenen Beispielen, die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen 28 und 30 an beiden Hubenden sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung aufweisen.
6 zeigt beispielsweise den Zustand, in dem die Geschwindigkeitsregeleinrichtung 28 an dem kopfseitigen Hubende angeordnet ist.
Bei der fünften Ausführungsform ist der Dichtungsring 40 der an dem Kolben 10 angebrachten beiden Dichtungsringe 40 und 42 auf der Seite angeordnet, an der die Geschwindigkeitsregeleinrichtung 28 vorgesehen ist, um gleichzeitig seine Funktion als Kolbendichtung und Dämpfungsdichtung zu erfüllen, während der Dichtungsring 42 auf der gegenüberliegenden Seite lediglich als Kolbendichtung dient.
In 6 ist beispielhaft eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung 28 gezeigt, die der Gestaltung gemäß der ersten Ausführungsform entspricht. Es versteht sich, dass die Geschwindigkeitsregeleinrichtung aber auch denjenigen der zweiten bis vierten Ausführungsformen entsprechen kann. Ist aber die Geschwindigkeitsregeleinrichtung 28 entsprechend der vierten Ausführungsform ausgebildet, so wird von den in 5 gezeigten drei Dichtungsringen 50, 52 und 54 der auf der Endseite, an der keine Geschwindigkeitsregeleinrichtung vorgesehen ist, angeordnete Dichtungsring 54 weggelassen.
Der Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt keinen langen Dämpfungsring in dem Kolben und keinen langen Leerraum zum Einsetzen des Dämpfungsringes, so dass die Gesamtlänge des Zylinders entsprechend reduziert und der Luftzylinder miniaturisiert werden kann.
Da die Kolbendichtungsringe so ausgebildet sind, dass sie gleichzeitig als Dämpfungsdichtung dienen, kann die Gestaltung des Luftzylinders durch Reduzierung der Anzahl der Einzelteile vereinfacht werden, was eine Senkung der Herstellkosten ermöglicht.

Claims

Luftzylinder mit Dämpfungsmechanismus (1) mit einem Zylinderrohr (4), einem in dem Zylinderrohr (4) gleitenden Kolben (10) und zwei Anschlüssen (12, 14) für die Zufuhr und Abfuhr von unter Druck stehender Luft zu und von zwei Druckkammern (20, 22), die durch den Kolben (10) getrennt werden, gekennzeichnet durch einen Ablassausgang (24, 26) für die Verbindung mit der Druckkammer (20, 22), der an einer Position entsprechend wenigstens einem der beiden Anschlüsse (12, 14) in dem Zylinderrohr (4) angeordnet ist, wobei er näher dem jeweiligen Ende des Zylinderrohres (4) positioniert ist als der Anschluss (12, 14), Geschwindigkeitsregeleinrichtungen (28, 30) zum gedämpften Stoppen des Kolbens (10) durch Beschränkung des Ablassluftstromes von der Druckkammer (20, 22), die mit dem Ablassausgang (24, 26) verbunden sind, und einer Vielzahl von Kolbendichtungsringen (40, 41, 42; 50, 52, 54) zur Festlegung der beiden Druckkammern (20, 22) durch Berühren und Gleiten entlang der inneren Umfangsfläche des Zylinderrohres (4), die in der äußeren Umfangsfläche des Kolbens (10) angeordnet sind, wobei wenigstens ein Teil der Vielzahl von Kolbendichtungsringen (40, 41, 42; 50, 52, 54) gleichzeitig als Dämpfungsdichtung dient, indem unter Druck stehende Luft von der Druckkammer (20, 22) lediglich durch den Ablassausgang (24, 26) abgeführt wird, wenn die Dichtungsringe unmittelbar bevor der Kolben (10) sein Hubende erreicht an dem Anschluss (12, 14) auf der Ablassseite vorbeitreten.
Luftzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablassausgang (24, 26) über die Geschwindigkeitsregeleinrichtung (28, 30) mit dem entsprechenden Anschluss (12, 14) verbunden ist.
Luftzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsregeleinrichtung (28, 30) einen Drosselmechanismus (36, 38) zur Beschränkung des Ablassluftstromes, der von dem Ablassausgang (24, 26) zu der Anschlussseite fließt, und ein Kontrollventil (32, 34) aufweist, das den Ablassluftstrom, der von dem Ablassausgang (24, 26) zu der Anschlussseite fließt, stoppt, während sie den Druckluftstrom in der entgegengesetzten Richtung erlaubt.
Luftzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsregeleinrichtung (28, 30) in einer in dem Zylinderrohr (4) ausgebildeten und mit dem Ablassausgang (24, 26) und dem Anschluss (12, 14) in Verbindung stehenden Ventilkammer (31) angeordnet ist, in dem ein Ventilelement (33) mit integriertem Drosselmechanismus (36, 38) und einer das Kontrollventil (32, 34) bildenden Lippendichtung aufgenommen wird.
Luftzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsregeleinrichtung (28, 30) einen Drosselmechanismus (36, 38) zur Beschränkung des Ablassluftstromes, der von dem Ablassausgang (24, 26) zu der Anschlussseite fließt, aufweist und dass ein Teil der Vielzahl von Kolbendichtungsringen (50, 54), die gleichzeitig als Dämpfungsdichtung dienen, auch als Kontrollventil dient, das den Strom von abzulassender Druckluft, die von der Anschlussseite zu der Ablassausgangsseite fließt, erlaubt, während es den Strom in der entgegengesetzten Richtung stoppt, wenn es zwischen dem Anschluss (12, 14) und dem Ablassausgang (24, 26) an dem Hubende angeordnet ist.
Luftzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum abgebremsten Anhalten des Kolbens an beiden Hubenden in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung entsprechend den beiden Anschlüssen (12, 14) zwei Gruppen von Ablassausgängen (24, 26), Geschwindigkeitsregeleinrichtung (28, 30) und gleichzeitig als Dämpfungsdichtung dienenden Kolbendichtungsringen (40, 42; 50, 54) vorgesehen sind.