DE4214286A1 - Druckmittelbeaufschlagbarer zylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen druckmittelbeaufschlagbaren Zylinder, insbesondere doppeltwirkenden Pneumatikzylinder kleinen Durchmessers, mit einem Zylinderrohr, das an wenigstens einem seiner Enden vermittels eines Dichtringes abgedichtet mit einem Zylinderdeckel verbunden ist, und mit einer Endlagendämpfungsvorrichtung, welche einen an einem im Zylinderrohr beweglichen Kolben in Richtung zum Zylinderdeckel vorspringend gehalterten, zylindrischen Ansatz aufweist, welcher zumindest im dem Zylinderdeckel benachbarten Hubendbereich des Kolbens über eine Dämpfungs-Dichtung abgedichtet in eine entsprechende Ausnehmung des Zylinderdeckels einzutauchen vermag.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Zylinder der vorstehend genannten Art eine baulich einfache, billige und leicht montierbare Ausführungsform anzugeben.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Dichtring zylinderrohrabgewandt vermittels eines ihm zugehörenden, axial vorspringenden, umlaufenden ersten Dichtwulstes an einer radialen Ringfläche des Zylinderdeckels anliegt, andererseits eine axiale Ringnut aufweist, in welche ein Endabschnitt des Zylinderrohres eingreift, mit seinem radial außerhalb seiner Ringnut befindlichen, ersten Ringabschnitt dichtend zwischen die Außenfläche des Endabschnittes des Zylinderrohres und die Innenfläche eines diesen umfassenden Rohransatzes des Zylinderdeckels eingespannt ist und mit einem radial innerhalb seiner Ringnut befindlichen, zweiten Ringabschnitt die mit dem Ansatz des Kolbens zusammenwirkende Dämpfungs-Dichtung haltert.

Die Merkmale der Unteransprüche zeigen nach der weiteren Erfindung vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten eines derartigen Zylinders auf. Nach Unteranspruch 6 kann dabei als Dämpfungs-Dichtung ein handelsüblicher, hierfür vorgesehener Dichtring vorgesehen werden, welcher radialinnen zum kolbengehalterten Ansatz und kolbenabgewandt gegen eine radiale Ringfläche des Zylinderdeckels abzudichten vermag, von der radialen Ringfläche jedoch axial begrenzt abhebbar und an seinem Außenumfang vom Druckmittel umströmbar ist; die insbesondere bei Zylindern kleinen Durchmessers für diese handelsübliche Dämpfungs-Dichtung nur schwierig herstellbare Innenringnut ist nach Unteranspruch 6 ohne weiteres erstellbar. Andererseits ist es gemäß den Unteransprüchen 7 bis 10 auch möglich, den Dichtring und die Dämpfungs-Dichtung einstückig auszubilden, wodurch sich die Einsparung wenigstens eines Bauteiles für den Zylinder ergibt.

In der Zeichnung sind zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiele für nach der Erfindung ausgebildete Zylinder dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Zylinder mit einer handelsüblichen, gesonderten Dämpfungs-Dichtung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den in diesem Zylinder verwendeten Dichtring in vergrößertem Maßstab sowie

Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen Zylinder mit einem die Dämpfungs-Dichtung einstückig integriert enthaltenden Dichtring,

Fig. 4 einen den Dichtring zeigenden Ausschnitt aus Fig. 3 in vergrößertem Maßstab und

Fig. 5 den die Dämpfungs-Dichtung integriert enthaltenden Dichtring in zu Fig. 3 ebenfalls vergrößertem Maßstab in Stirnansicht, Axialschnitt und entgegengesetzter Stirnansicht.

In den Zeichnungen sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Gemäß Fig. 1 weist der Zylinder ein Zylinderrohr 1 auf, in welchem ein Kolben 2 abgedichtet axial verschieblich geführt ist. Beidendig ist das Zylinderrohr 1 mit je einem Zylinderdeckel 3 in nachfolgend näher zu beschreibender Weise verbunden, einer der beiden Zylinderdeckel 3 weist eine übliche, abgedichtete Durchführung für die mit dem Kolben 2 verbundene Kolbenstange 4 auf. Die Zylinderdeckel 3 sind mit je einem Druckmittelanschluß 5 versehen, welcher in eine Ausnehmung 6 des Zylinderdeckels 3 einmündet, in welche zumindest im dem Zylinderdeckel 3 benachbarten Hubendbereich des Kolbens 2 ein am Kolben 2 in Richtung zum Zylinderdeckel 3 vorspringend gehalteter, zylindrischer Ansatz 7 einzutauchen vermag. Der in Fig. 1 dargestellte Zylinder weist ein sehr kurzes Zylinderrohr 1 auf, die Ansätze 7 verbleiben daher ständig teilweise in die Ausnehmungen 6 eingetaucht und es wird somit der ganze Hubbereich des Kolbens 2 in noch zu erläuternder Weise bewegungsgedämpft. Falls der Zylinder jedoch ein längeres Zylinderrohr als in Fig. 1 dargestellt aufweist, der Kolben 2 also einen größeren Hubweg zurückzulegen vermag, können die Ansätze 7 auch aus den Ausnehmungen 6 austreten, die Bewegung des Kolbens 2 kann dann im mittleren Hubbereich ungedämpft und nur in seinen Endbereichen gedämpft erfolgen, wie es allgemeiner Stand der Technik ist.

Zur Verbindung des Zylinderrohres 1 mit den Zylinderdeckeln 3 ist das Zylinderrohr 1 an seiner Außenseite mit je einer umlaufenden Ringnut 8 versehen, wie es besonders deutlich aus Fig. 4 ersichtlich ist. Auf dem Zylinderrohr 1 sitzt eine Hohlschraube 9, welche mit einem radial inneren Flanschring 10 und somit auf dem Zylinderrohr 1 drehbar, aber axial unverschieblich gehaltert ist; der Flanschring 10 kann auch in Umfangsrichtung unterbrochen, zu einzelnen, nach radial innen vorspringenden Nocken aufgegliedert ausgebildet sein. Die Hohlschraube 9 weist ein Außengewinde auf, welches etwa im axialen Bereich der Ringnut 8 mit einem Innengewinde an einem das Zylinderrohr 1 entsprechend umfassenden Rohransatz 11 des Zylinderdeckels 3 verschraubt ist, die Verschraubung ist mit der Bezugszahl 12 bezeichnet. An ihrem zylinderdeckelabgewandten, aus dem Rohransatz 11 herausragenden Ende ist die Hohlschraube 9 mit einem Flanschring 13 versehen, welcher in nicht dargestellter Weise Schlüsselflächen zum Ansetzen eines Drehwerkzeuges trägt. Das Ende des Zylinderrohres 1 ist außenseitig mit einer kegelmantelartigen Anfassung 14 versehen.

Zwischen das Zylinderrohr 1 und dem Zylinderdeckel 3 ist zur gegenseitigen Abdichtung gemäß Fig. 1 ein Dichtring 15 eingespannt, dessen Querschnitt aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Dichtring 15 weist an seiner dem Zylinderrohr 1 zugewandten Seite eine axiale Ringnut 16 auf, in welche das Zylinderrohr 1 mit seiner Anfassung 14 eingreift. Mit einem radial außerhalb der Ringnut 16 befindlichen, ersten Ringabschnitt 17 ist der Dichtring 15 zwischen die Außenfläche des Endabschnittes des Zylinderrohres 1 und die Innenfläche des Rohransatzes 11 dichtend eingespannt. Mit seiner axial in Richtung des Zylinderrohres 1 liegenden Stirnfläche liegt der erste Ringabschnitt 17 an der zylinderdeckelseitigen Stirnfläche der Hohlschraube 9 an, hierdurch ist der erste Ringabschnitt 17 zur dichten Anlage am Rohransatz 11 und am Zylinderrohr 1 stauchbar und wird in seiner Lage gehalten; in Abänderung ist es jedoch auch möglich, den Dichtring 15 allein durch Anlage am Zylinderrohr 1 in seiner Lage zu halten und zwischen dem ersten Ringabschnitt 17 und der Hohlschraube 9 einen geringen, axialen Abstand vorzusehen. Gegenüberliegend zur Ringnut 16 ist der Dichtring 15 nahe seines radial äußeren Randes mit einem axial vorspringenden, umlaufenden, ersten Dichtwulst 18 versehen, mit welchem er an einer radialen Ringfläche 19 des Zylinderdeckels 3 anliegt. Radial innerhalb des ersten Dichtwulstes 18 ist der Dichtring 15 kolbenabgewandt mit axial vorspringenden Abstütznocken 20 versehen, welche ebenfalls an der Ringfläche 19 anliegen und somit den Dichtring 15 axial abstützen. Der sich radial innerhalb der Ringnut 16 befindende, zweite Ringabschnitt 21 des Dichtringes 15 trägt in Richtung zum Kolben 2 vorspringende Abstütznocken 22, er dient zusammen mit diesen Abstütznocken 22 als elastischer Endanschlag für den Kolben 2.

Der Dichtring 15 ist gemäß Fig. 2 an seinem Innenumfang mit einer Zylinderfläche 23 versehen, an welcher sich kolbenzugewandt ein nach radial innen vorspringender Flanschabschnitt 24 anschließt. Mit der Zylinderfläche 23 umschließt der Dichtring 15 eine handelsübliche, ringförmige Dämpfungs-Dichtung 25, in welche abgedichtet verschieblich der Ansatz 7 eingreift bzw. einzugreifen vermag. Die Dämpfungs-Dichtung 25 liegt mit einer ringförmig umlaufenden Dichtwulst 26 abhebbar an der Ringfläche 19 an, der Abhebehubweg ist durch Anschlagen der Dämpfungs-Dichtung 25 am Flanschabschnitt 24 begrenzt. Die Dämpfungs-Dichtung 25 ist an ihrem Außenumfang mit nicht dargestellten Axialnuten versehen, durch welche sie außenseitig umströmbar ist.

Bei rechtsseitiger Druckmittelbeaufschlagung des Zylinders nach Fig. 1 wird der rechte Ansatz 7 des Kolbens 2 durch die Ausnehmung 6 unmittelbar druckbeaufschlagt, zugleich gelangt das Druckmittel zur innerhalb des ersten Dichtwulstes 18 liegenden Ringfläche der rechtsseitigen Dämpfungs-Dichtung 25 und schiebt diese unter Abheben des Dichtwulstes 26 von der Ringfläche 19 bis zum Abfangen am Flanschabschnitt 24 nach links; daraufhin kann das Druckmittel an der Dämpfungs-Dichtung 25 radial außen vorbei in den rechtsseitigen Beaufschlagungsraum 27 für den Kolben 2 gelangen. Der Kolben 2 wird also rechtsseitig auf seiner ganzen Fläche druckmittelbeaufschlagt und nach links verschoben, wobei das Druckmittel aus der Ausnehmung 6 des linksseitigen Zylinderdeckels 3 unmittelbar durch den linken Druckmittelanschluß 5 abzuströmen vermag. Aus dem linksseitigen Beaufschlagungsraum 28 des Kolbens 2 vermag das Druckmittel bei dichtender Anlage des Dichtwulstes 26 der linksseitigen Dämpfungs-Dichtung 25 an der Ringfläche 19 durch eine nicht dargestellte, übliche Drosselbohrung zum Druckmittelanschluß 5 zu entweichen; am rechtsseitigen Zylinderdeckel 3 ist ebenfalls eine derartige, übliche Drosselverbindung vom Beaufschlagungsraum 27 zum linksseitigen Druckmittelanschluß 5 in nicht dargestellter Weise vorgesehen. Das Druckmittel kann somit bei der Linksbewegung des Kolbens 2 aus dem Beaufschlagungsraum 28 nur gedrosselt entweichen, wodurch sich eine Dämpfung der Kolbenbewegung ergibt.

Bei umgekehrter Druckmittelbeaufschlagung des Zylinders ergibt sich eine entsprechend gedämpfte Verschiebung des Kolbens 2 nach rechts. Falls das Zylinderrohr 1 derart länger als in Fig. 1 dargestellt ausgebildet ist, daß im mittleren Hubbereich des Kolbens 2 die Ansätze 7 aus den Dämpfungs-Dichtungen 25 austreten, ist in diesem mittleren Hubbereich des Kolbens 2 keine Bewegungsdämpfung für diesen wirksam.

Beim Ausführungsbeispiel des Zylinders nach Fig. 3 ist die Dämpfungs-Dichtung mit dem Dichtring zu einem einstückigen Dichtring 29 zusammengefaßt; im übrigen entspricht der Zylinder nach Fig. 3 weitgehend demjenigen nach Fig. 1. Der Dichtring 29 entspricht, wie insbesondere aus den Fig. 4 und 5 deutlich ersichtlich ist, hinsichtlich seiner Ringnut 16 und seines ersten Ringabschnittes 17 sowohl in Bezug auf Gestaltung wie auf den Einbau den Dichtring 15 der Ausführung nach Fig. 1 und 2. Der erste Dichtwulst 18 ist nicht am radialäußeren Rand, sondern etwa gegenüberliegend zur Ringnut 16 am Dichtring 29 vorgesehen, er stützt den Dichtring 29 gegen die Ringfläche 19 der Zylinderdeckel 3 dichtend ab. Der zweite Ringabschnitt 30 des Dichtringes 29, welcher sich radial innerhalb der Ringnut 16 befindet, weist eine im Durchmesser den Durchmesser der Ansätze 7 nur wenig übersteigende, zylindrische Innenfläche 31 auf, nahe des freien Endes des zweiten Ringabschnittes 30 befindet sich ein radial nach innen ragender, zweiter Dichtwulst 32, welcher zum Ansatz 7 abzudichten vermag. Radial innerhalb des ersten Dichtwulstes 18 ist der Dichtring 29 mit Abstütznocken 20 versehen. Der Dichtring 29 ist mit wenigstens einer einerseits radial außerhalb seines ersten Dichtwulstes 18 und andererseits im Bereich seiner axialen Ringnut 16 mündenden, axialen Durchbrechung 33 versehen, die Durchbrechung 33 hintergreift unter Belassen eines dünnen Wandabschnittes 34 den ersten Dichtwulst 18 nach radial innen, derart, daß der erste Dichtwulst 18 nahe des radialäußeren Randes des Wandabschnittes 34 verläuft. Der Wandabschnitt 34 mitsamt dem an seinem Ende befindlichen Abschnitt des ersten Dichtwulstes 18 bildet somit eine Rückschlagklappe, welche ein sich bei Strömungsrichtung von der Ausnehmung 6 zum Beaufschlagungsraum 27 bzw. 28 durch elastisches Abklappen von der Ringfläche 29 sich öffnendes und in umgekehrter Strömungsrichtung sich schließendes Rückschlagventil bildet. Durch den zweiten Dichtwulst 32 sowie die von der Durchbrechung 33 in Verbindung mit dem Wandabschnitt 34 gebildete, rückschlagventilüberwachte Strömungsüberbrückung des Dichtringes 29 ist in letzterem die Funktion der Dämpfungs-Dichtung integriert, die Funktionsweise entspricht weitgehend derjenigen nach Fig. 1 und braucht daher hier nicht wiederholt zu werden. Es ist lediglich erwähnenswert, daß der zweite Ringabschnitt 30 des Dichtringes 29 ebenso wie der zweite Ringabschnitt 21 beim Dichtring 15 einen elastischen Endanschlag für den Kolben 2 bildet.

Mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurden doppeltwirkende Zylinder dargestellt. Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei einfachwirkenden Zylindern nutzbar, es ist dann nur an einem der Zylinderdeckel 3 ein Druckmittelanschluß 5 vorgesehen. Ebenso kann die Dämpfungswirkung für die Bewegung des Kolbens 2 nur in einer oder ausführungsbeispielsgemäß in beiden Bewegungsrichtungen wirken: Bei Wirkung nur in einer Richtung ist nur an einem der Zylinderdeckel eine Dämpfungs-Dichtung 25 bzw. ein mit dieser versehener Dichtring 29 vorzusehen, andererseits ist ein Dichtring 15 zur druckmitteldichten Verbindung von Zylinderrohr 1 und Zylinderdeckel 3 erforderlich; gegebenenfalls kann einseitig bei einfachwirkendem Zylinder der Dichtring 15 bzw. 29 vollständig entfallen. Die Verbindung zwischen dem Zylinderrohr 1 und dem Zylinderdeckel 3 kann auch andersartig als in den Ausführungsbeispielen beschrieben gestaltet sein, insbesondere kann anstelle der Verschraubung mit Hohlschraube 9 ein Einbördeln des Rohransatzes 11 selbst in die Ringnut 8 zum Erstellen einer unlösbaren Verbindung vorgesehen werden; die Verbindungsausbildung gemäß den Ausführungsbeispielen ist dem gegenüber lösbar. Auch kann jede andersartige, geeignete Verbindung gewählt werden, beispielsweise vermittels Nocken, Sieken oder einer bajonettverschlußartigen Einrastung.

Kurzfassung:
Der druckmittelbeaufschlagbare Zylinder mit Endlagendämpfungsvorrichtung weist zur Druckmittel dichten Verbindung seines Zylinderrohres (1) mit einem Zylinderdeckel (3) jeweils einen Dichtring (15) auf, welcher zylinderrohrseitig mit einer umlaufenden axialen Ringnut (16) versehen ist, in welche das Zylinderrohr (1) eingreift. Der Ringabschnitt (17) des Dichtringes (15) außerhalb der Ringnut (16) ist zwischen das Zylinderrohr (1) und einen dessen Endabschnitt umgebenden Rohransatz (11) dichtend eingespannt. Zylinderdeckelseitig ist der Dichtring (15) vermittels eines umlaufenden Dichtwulstes (18) gegen eine radiale Ringfläche (19) des Zylinderdeckels abgestützt. Radialinnenseitig ist der Dichtring (15) kolbenseitig mit einem nach radial innen vorspringenden Flanschabschnitt (24) zum axial begrenzt verschieblichen Haltern einer handelsüblichen Dämpfungs-Dichtung (25) versehen, diese Dämpfungs-Dichtung kann jedoch auch in den Dichtring integriert und mit diesem einstückig ausgebildet werden.

Bezugszeichenliste

 1 Zylinderkopf
 2 Kolben
 3 Zylinderdeckel
 4 Kolbenstange
 5 Druckmittelanschluß
 6 Ausnehmung
 7 Ansatz
 8 Ringnut
 9 Hohlschraube
10 Flanschring
11 Rohransatz
12 Verschraubung
13 Flanschring
14 Anfassung
15 Dichtring
16 Ringnut
17 1. Ringabschnitt
18 1. Dichtwulst
19 Ringfläche
20 Abstütznocken
21 2. Ringabschnitt
22 Abstütznocken
23 Zylinderfläche
24 Flanschabschnitt
25 Dämpfungs-Dichtung
26 Dichtwulst
27 Beaufschlagungsraum
28 Beaufschlagungsraum
29 Dichtring
30 2. Ringabschnitt
31 Innenfläche
32 2. Dichtwulst
33 Durchbrechung
34 Wandabschnitt

Claims (10)

1. Druckmittelbeaufschlagbarer Zylinder, insbesondere doppeltwirkender Pneumatikzylinder kleinen Durchmessers, mit einem Zylinderrohr (1), das an wenigstens einem seiner Enden vermittels eines Dichtringes (15; 29) abgedichtet mit einem Zylinderdeckel (3) verbunden ist, und mit einer Endlagendämpfungsvorrichtung, welche einen an einem im Zylinderrohr (1) beweglichen Kolben (2) in Richtung zum Zylinderdeckel (3) vorspringend gehalterten, zylindrischen Ansatz (7) aufweist, welcher zumindest im dem Zylinderdeckel (3) benachbarten Hubendbereich des Kolbens (2) über eine Dämpfungs-Dichtung (25) abgedichtet in eine entsprechende Ausnehmung (6) des Zylinderdeckels (3) einzutauchen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (15; 29) zylinderrohrabgewand vermittels eines ihm zugehörenden, axial vorspringenden, umlaufenden ersten Dichtwulstes (18) an einer radialen Ringfläche (19) des Zylinderdeckels (3) anliegt, andererseits eine axiale Ringnut (16) aufweist, in welche ein Endabschnitt des Zylinderrohres (1) eingreift, mit seinem radial außerhalb seiner Ringnut (16) befindlichen, ersten Ringabschnitt (17) dichtend zwischen die Außenfläche des Endabschnittes des Zylinderrohres (1) und die Innenfläche eines diesen umfassenden Rohransatzes (11) des Zylinderdeckels (3) eingespannt ist und mit einem radial innerhalb seiner Ringnut (16) befindlichen, zweiten Ringabschnitt (21, 30) die mit dem Ansatz (7) des Kolbens (2) zusammenwirkende Dämpfungs-Dichtung (25) haltert.

2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ringabschnitt (17) mit seiner axial in Richtung des Zylinderrohres (1) liegenden Stirnfläche an einem lösbar mit dem Rohransatz (11) verbundenen Teil (Hohlschraube 9) abgestützt ist.

3. Zylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt des Zylinderrohres (1) außenseitig kegelmantelartig angefast (Anfassung 14) ist.

4. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ringabschnitt (21, 30) des Dichtringes (15, 29) einen elastischen Endanschlag für den Kolben (2) bildet.

5. Zylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (15, 29) an seinem zweiten Ringabschnitt (21) und/oder gegenüberliegend radial innerhalb seines Dichtwulstes (18) axial vorspringende Abstütznocken (20, 22) aufweist.

6. Zylinder nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, mit einer ringförmigen Dämpfungs-Dichtung (25), welche um einen begrenzten Hubweg abhebbar vermittels eines ringförmig umlaufenden Dichtwulstes (26) an der Ringfläche (19) des Zylinderdeckels (3) anliegt, wobei sie im abgehobenen Zustand radial außen vom Beaufschlagungsdruckmittel des Zylinders umströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungs-Dichtung (25) als gesondertes Bauteil radial innerhalb des Dichtringes (15) angeordnet ist, wobei ein zylinderrohrseitig am die Dämpfungs-Dichtung (25) umschließenden Innenumfang (Zylinderfläche 23) des Dichtringes (15) angeordneter, nach radialinnen vorspringender Flanschabschnitt (24) als ein den Abhebe-Hubweg der Dämpfungs-Dichtung (25) von der Ringfläche (19) begrenzender Anschlag ausgebildet ist.

7. Zylinder nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (29) mit der Dämpfungs-Dichtung einstückig ausgebildet ist.

8. Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (29) an seinem Innenumfang einen nach radial innen vorspringenden, ringförmigen und mit dem Ansatz (7) des Kolbens (2) zusammenwirkenden, zweiten Dichtwulst (32) aufweist.

9. Zylinder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtwulst (32) sich im Bereich des zweiten Ringabschnittes (30) am Dichtring (29) befindet.

10. Zylinder nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (29) wenigstens eine einerseits radial außerhalb seines ersten Dichtwulstes (18) und andererseits im Bereich seiner axialen Ringnut (16) mündende, axiale Durchbrechung (33) aufweist, welche den ersten Dichtwulst (18) unter Belassen eines dünnen, an seinem radial äußeren Ende einen Abschnitt des Dichtwulstes (18) tragenden, elastisch axial auslenkbaren Wandabschnittes (34) nach radial innen hintergreift.