DE4039172C2

DE4039172C2 - Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung

Info

Publication number: DE4039172C2
Application number: DE4039172A
Authority: DE
Inventors: Axel Dipl Ing Kemner
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1990-12-05
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1994-11-17
Anticipated expiration: 2010-12-06
Also published as: IT1252410B; GB9125394D0; DE4039172A1; ITMI913261A0; GB2250545A; ITMI913261A1; US5207145A; FR2670248A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung sind aus der Pneumatik hinreichend bekannt. Dabei unterscheidet man im wesentlichen zwischen zwei verschiedenen Dämpfungsarten. Die erste Dämpfungsart ist die sogenannte dynamische Dämpfung, bei der bereits Zentimeter oder Millimeter vor Erreichen des Endanschlagpunktes der Kolben geschwindigkeitsabhängig gedämpft wird. Dies wird erreicht, indem ein Dämpfungskolben, der entweder am Zylinderdeckel oder am Arbeitskolben direkt angeordnet ist, am Ende des Arbeitshubes in einen mit einer Ringdichtung versehenen Kompressionsraum hineinfährt, der erst nach Erreichen eines Grenzdruckes zwangsentlüftet wird. Hierbei taucht ein im Endanschlag angeordneter feststehender Stempel in eine entsprechende Ausnehmung des Arbeitskolbens, die entsprechend ringförmig abgedichtet ist hinein und komprimiert das dort vorhandene Volumen, so daß die Abbremsung auf diese Weise erfolgt. Nachteilig ist bei dieser bekannten Version, daß der Dämpfungsstempel an dem Zylinderdeckel durch entsprechende Befestigungselemente angebracht werden muß. Hierbei muß bei der Befestigung auf eine genaue Positionierung der Dämpfungsstempel geachtet werden, da der Arbeitskolben die genaue Position der Dämpfungsstempel im Endanschlagsbereich vorgibt. Dies erhöht den Montageaufwand.

Die zweite Möglichkeit der Endlagendämpfung ist die Pralldämpfung. Die Pralldämpfung erfolgt bei diesem bekannten, sogenannten Mardrive, pneumatischen Linear-Transporter über Puffer an den Stirnseiten des Zylinders. Nachteilig ist hierbei, daß die als Puffer bezeichneten Dämpfungsanschläge bei der Montage ebenfalls mit Befestigungselementen befestigt werden müssen.

Aus der Schweizer Patentschrift 544 229 ist eine hydraulische oder pneumatische Zylinder-Kolben-Einrichtung bekannt, bei der innerhalb der Zylinderdeckel Dämpfungselemente zur Aufnahme der kinetischen Energie des Kolbens im Endanschlagbereich vorgesehen sind. Hierbei enthalten die Zylinderdeckel Ausnehmungen, in denen Federelemente mit einem Anschlagselement verbunden sind. Fährt der Kolben nun in den Endanschlag, so nehmen diese Federn nachgiebig die kinetische Energie auf. Die Federelemente sind mit einem Schieber versehen, gegen den der Kolben im Endanschlag fährt. Dieser Schieber betätigt nach Art eines Ventiles eine Umsteuerung des Restvolumens indem die Federelemente angeordnet sind in eine gedrosselte Entlüftung. Eine solche Endlagendämpfung ist jedoch extrem aufwendig. Die Federelemente müssen dabei so genau dimensioniert sein, daß sie bei Auftreffen des Kolbens im Endanschlag auf jeden Fall eine Umsteuerung in die gedrosselte Entlüftung zulassen. Eine solche aufwendige Konstruktion übersteigt bei weitem den wirtschaftlich vertretbaren Rahmen bei der Herstellung eines solchen Arbeitszylinders.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung derart weiterzubilden, daß die Befestigung und Fixierung des Dämpfungsanschlages in einer möglichst einfachen und montagefreundlichen Weise erfolgen kann.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Arbeitszylinder der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der Vereinfachung der Montage begründet. Durch die so gegebene Abstimmung des Zylinderinnenraumquerschnittes an die Abmessungen der Ausnehmungen in den Zylinderdeckeln in Verbindung mit den entsprechend geformten Dämpfungsanschlägen, ist eine einfache und betriebssichere Montage gegeben. Dadurch, daß die Querschnittskontur der Ausnehmung jedes Zylinderdeckels mindestens teilweise über die Querschnittskontur des Zylinderinnenraumes ragt und daß der Dämpfungsanschlag sowohl in der Ausnehmung anliegt als auch in den Zylinderinnenraum hineinragt, ist es möglich, daß durch die Befestigung der Zylinderdeckel an den Zylinder die Dämpfungsanschläge an den gegebenen Positionen allein durch Klemmkräfte gehalten und fixiert werden können. Die Klemmung des Dämpfungsanschlages wird im wesentlichen in dem Bereich bewerkstelligt, in dem die Querschnittskontur der Ausnehmung und des darin liegenden Dämpfungsanschlages mindestens teilweise über die Querschnittskontur des Zylinderinnenraumes ragt.

Es ergibt sich bei der Kombination eines ovalen Zylinderraumes mit einer kreisförmigen Ausnehmung, wobei der Durchmesser der Ausnehmung größer als die kurze Achse und kleiner als die lange Achse des Ovals ist, der Vorteil, daß auf diese Weise sehr einfach bewerkstelligt ist, daß ein Teil der Querschnittskontur der Ausnehmung und damit des Dämpfungsanschlages über die Querschnittskontur des Zylinderinnenraumes ragt. Zudem findet die Erfindung somit in besonders vorteilhafter Weise auch Anwendung bei Arbeitszylindern in Flachbauweise. Die in Dämpfungsanschlag in Längsrichtung angeordnete Bohrung, die mit dem im Zylinderdeckel angeordneten Zwangsentlüftungskanal gasschlüssig verbindbar ist, ermöglicht auf sehr einfache Weise die Zwangsentlüftung des Zylinderinnenraumes im Endanschlagsbereich. Der im Dämpfungsanschlag zylinderdeckelseitig angeordnete stiftförmige Ansatz und die am Boden der Ausnehmung des Zylinderdeckels angeordnete Bohrung gestattet bei der Montage eine sehr einfache Vorpositionierung des Dämpfungsanschlages. Die Anordnung einer zentral verlaufenden Durchgangsöffnung in jedem Dämpfungsanschlag ermöglicht bei der Verwendung eines Arbeitskolbens mit Dämpfungskolben eine Kombination von dynamischer Dämpfung und Prall-Dämpfung. Den Dämpfungsanschlag aus einem thermoplastischen Kunststoff zu fertigen, führt dabei zu dem Vorteil, daß die Restenergie aus der Kolbenbewegung auf sehr einfache Weise aufgenommen werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beispielhaft näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 Arbeitszylinder im Längsschnitt (Ausschnitt),

Fig. 2 Innenansicht eines Zylinderdeckels,

Fig. 3 Außenansicht des Zylinderdeckels mit Darstellung des Zwangsentlüftungskanals.

Fig. 1 zeigt den Ausschnitt eines Längsschnittes durch den Arbeitszylinder. Gezeigt ist hierbei nur eines der Enden des Arbeitszylinders; der gesamte Arbeitszylinder ist symmetrisch. Der Dämpfungsanschlag 2 liegt mit dem zylinderdeckelseitigen Abschnitt 2′ ganz in der Vertiefung 3 des Zylinderdeckels 4. Der zweite Abschnitt 2′′ des Dämpfungsanschlages 2 ragt in den Zylinderinnenraum 5 hinein und liegt im Randbereich an. Der gesamte Dämpfungsanschlag 2 ist einstückig und der Übergang zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt des Dämpfungsanschlages 2 ist stufig. Somit braucht der Zylinderdeckel 4 im Übergang zum Zylinderinnenraum an der Kante 6 nicht bearbeitet zu werden. Der stiftförmige Ansatz 7 des Dämpfungsanschlages 2 ragt in die vorgesehene Öffnung 8 am Boden der Vertiefung 3 des Zylinderdeckels 4 hinein und gibt so die Position bei der Montage vor. Der stiftförmige Ansatz 7 gehört dabei materialschlüssig zum einstückigen Dämpfungsanschlag 2 und braucht somit nicht zusätzlich am Dämpfungsanschlag montiert zu werden. Der Arbeitskolben 14 ist hierbei mit zusätzlichen Dämpfungskolben 15 versehen, die zur Bewerkstelligung einer zusätzlichen dynamischen Dämpfung am jeweiligen Endanschlag durch die Durchgangsöffnung 17 des Dämpfungsanschlages 2 hindurch in ein Kompressionsvolumen 16 eintauchen. Dieses Kompressionsvolumen 16 ist mit der Zwangsentlüftung verbunden.

Fig. 2 zeigt den Zylinderdeckel 4 in Innenansicht mit dem darin angeordneten Dämpfungsanschlag 2. Die besonders günstige Anpassung des Querschnittes der Vertiefung 3 im Zylinderdeckel 4 und des Querschnittes des Zylinderinnenraumes 5 werden hierbei deutlich. Der Ovalquerschnitt des zweiten Abschnittes 2′′ des Dämpfungsanschlages 2 kennzeichnet hier ebenfalls den Zylinderinnenraumquerschnitt. Der Dämpfungsanschlag 2 liegt nun in der in Fig. 1 beschriebenen Weise in der Vertiefung 3, so daß nach Montage das Zylinderrohr 1 den Dämpfungsanschlag 2 in dem Bereich anpreßt und fixiert, in den die Querschnittskontur der Vertiefung 3 bzw. des darin liegenden Abschnittes 2′ des Dämpfungsanschlages 2 über die Querschnittskontur des Zylinderinnenraumes 5 und damit des zweiten Abschnittes 2′′ des Dämpfungsanschlages 2 ragt. Dieser Bereich ist in der Fig. 2 schraffiert dargestellt und als Preßfläche 9 bezeichnet. Das heißt, beim Zusammenbau des Zylinders drückt das Zylinderrohr 1 gegen die Preßfläche 9 und verankert den Dämpfungsanschlag 2 in dieser Position. Die Bohrung 10 zur Zwangsentlüftung verläuft parallel zur Längsrichtung des Zylinders durch den Dämpfungsanschlag 2 hindurch.

Fig. 3 zeigt den Zylinderdeckel 4 außen und in einem Aufriß die Zwangsentlüftung. Die Bohrung 10 mündet im Zylinderdeckel 4 in einen senkrecht dazu verlaufenden Zwangsentlüftungskanal 11, der mit einer Drosselschraube 12 verschlossen ist. Durch diese Drosselschraube 12 ist der entsprechende Druck, bei dem die Zwangsentlüftung einsetzen soll, einstellbar.

Es ist auch denkbar, daß der in den Zylinderraum hineinragende Abschnitt des Dämpfungsanschlages bei Verwendung eines Kreiszylinders eine entsprechende kreisförmige Querschnittskontur beschreiben kann, die entsprechend der im Patentanspruch 1 formulierten Erfindung im Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Vertiefung bzw. des darin hineinragenden Abschnittes des Dämpfungsanschlages ausgebildet sein muß. Der über die Querschnittskontur des Zylinderraumes hinüberragende Teil des zylinderdeckelseitigen Abschnittes des Dämpfungsanschlages erfüllt dann ebenfalls den beschriebenen Zweck, daß das Zylinderrohr bei der Montage den zylinderdeckelseitigen Abschnitt und damit den gesamten Dämpfungsanschlag anpreßt und so fixiert.

Claims

1. Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung, bestehend aus einem sich in Längsrichtung erstreckenden Zylinderraum, einem darin beweglich geführten Kolben und den Zylinderraum an den Enden verschließenden Zylinderdeckeln, an denen zylinderraumseitig jeweils ein Dämpfungsanschlag angeordnet ist, wobei jeder Zylinderdeckel zylinderraumseitig eine sich in Längsrichtung erstreckende Vertiefung aufweist, deren Querschnittskontur mindestens teilweise über die Querschnittskontur des Zylinderinnenraumes ragt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittskontur des Zylinderinnenraumes (5) oval und die der Vertiefung (3) kreisförmig ist, derart, daß der Durchmesser der Vertiefung (3) größer als die kurze Achse und kleiner als die lange Achse des Ovals ist,
daß der Dämpfungsanschlag einstückig und in zwei angrenzende Abschnitte (2′; 2′′) derart unterteilt ist, daß der eine Abschnitt (2′) die Querschnittskontur der Vertiefung (3) aufweist und innerhalb der Vertiefung (3) den Querschnitt ausfüllend angeordnet ist und daß die Querschnittskontur des anderen Abschnittes (2′′) die Querschnittskontur des Zylinderraumes (5) aufweist und den Querschnitt ausfüllend in den Zylinderraum hineinragt.

2. Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsanschlag (2) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.

3. Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderdeckel (4) mit einem Zwangsentlüftungskanal (11) versehen ist, der mit einer Drosselschraube (12) verschließbar ist und der Dämpfungsanschlag (2) eine in Längsrichtung angeordnete Bohrung (10) aufweist, die mit dem Zwangsentlüftungskanal (11) gasschlüssig verbindbar ist.

4. Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsanschlag (2) zylinderdeckelseitig mit einem stiftförmigen Ansatz (7) versehen ist, der in eine am Boden der Vertiefung (3) des Zylinderdeckels (4) angeordnete Bohrung (8) einschiebbar ist.

5. Arbeitszylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung eines mit Dämpfungskolben versehenen Kolbens der Dämpfungsanschlag (2) mit einer zentral verlaufenden Durchgangsöffnung (17) versehen ist.