EP1447571B1 - Cylinder with adjustable end of stroke damping - Google Patents
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- EP1447571B1 EP1447571B1 EP20040100496 EP04100496A EP1447571B1 EP 1447571 B1 EP1447571 B1 EP 1447571B1 EP 20040100496 EP20040100496 EP 20040100496 EP 04100496 A EP04100496 A EP 04100496A EP 1447571 B1 EP1447571 B1 EP 1447571B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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- F15B15/223—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston with a piston extension or piston recess which completely seals the main fluid outlet as the piston approaches its end position
Definitions
- the invention relates to an endlagengedämpften pneumatic cylinder, in whose Cylinder housing an at least one side acted upon piston axially movable is accommodated, wherein at least one of the two pressure chambers formed thereby Means is equipped for an adjustable end position damping of the piston.
- damping is the speed of the piston shortly before reaching the end position by braked corresponding components, which usually form an additional throttle point in principle, through which the compressed air to be displaced from the pneumatic cylinder flow must, so that the desired delay arises.
- From DE 196 45 701 A1 is another generic endlagegedämpfter Pneumatic cylinder with variable damping length out.
- the damping is here by means of a control valve arrangement generates, through which the compressed air flowing through at least is temporarily throttled.
- the control valve assembly has compressed air connections and Control terminals connected to an electronic control unit.
- Throttling of the compressed air flow has the control valve arrangement in addition to a first Passage cross section still a second, smaller passage cross-section and a Change-over valve for switching between the two passage cross-sections.
- the Switching to the smaller passage cross-section is a temporary throttling of the Compressed air supply in the pressure cylinder for cushioning causes.
- About the electronic control unit is because of a cooperating with this permanent Position detection of the piston the onset of cushioning, that is the here Switching between the two passage cross sections, flexibly adjustable. Indeed This solution requires a fairly high amount of additional valve technology as well Control electronics.
- the invention includes the technical teaching that as a means for an adjustable End position damping a frontally spaced on the piston via compression spring means attached, at least partially iron metallic stop element is provided, which in a piston near basic position G by the magnetic force of at least one Permanent magnet is fixed to the piston, and which in a piston remote working position A protrudes into the adjacent pressure chamber for cushioning, with an outside along the cylinder housing for determining the damping length adjustable Magnetic element for the generation of a relative to the magnetic field of the permanent magnet is provided in substantially inverted magnetic field to a change in position of the To achieve stop element from the basic position G in the working position A, when the Piston passes shortly before reaching the end position of the magnetic element.
- the advantage of the solution according to the invention lies in the fact that with a Adjustment of the outside of the cylinder housing attached magnetic element Damping length is flexibly adaptable to every application. This adjustment takes place in easy way manually, without the need for control engineering effort is required.
- the damping strength can also be adjusted manually via an adjustable throttle in conventional Be customized.
- the two are the end position damping Parameter damping length and damping strength directly on the pneumatic cylinder by light understandable operating steps adjustable.
- the inventive mechanical solution for End position damping requires only a small additional component cost, the Compactness of the pneumatic cylinder is not affected. This is how the length of the Pneumatic cylinder thereby not increased.
- a particularly reliable holding the iron metal stop member in the piston-close basic position G results when the permanent magnet is a hollow cylinder is formed, adapted to a preferably annular formation of the stop element, wherein the pressure spring means carrying the stop element from the hollow cylindrical Permanent magnet is at least partially enclosed.
- This relative arrangement of said components to each other also ensures their compact Housing within the limited space in the piston.
- the compression spring means in the manner of a coil spring or in the manner of a Elastomer bellows formed, which is attached on the one hand to the piston and on the other carries the stop element. It is conceivable that the compression spring itself by his Spring effect contributes to cushioning.
- the compression spring means only a small specific spring constant, which is such that a Axial movement of the stop element of the piston near basic position G springing in the piston-distant working position A is ensured.
- the cushioning is preferably such that the stop element in the far away from working position A when approaching the piston to the end position from reaching one defined by the axial spacing of the stop element from the piston Damping distance X a arranged in the associated cylinder cover corresponding Closes opening, so that for the rest of the pressure chamber escaping exhaust air only the residual flow cross-section provided by a second bypass opening remains.
- the stop element advantageously consists of different Materials, namely to the piston side facing iron and to the opposite, the cylinder cover facing side of an elastomeric material.
- the stop element can thus be produced in a simple manner as a rubber-metal part become.
- the preferably annular stop element corresponds to the in Cylinder cover provided opening, which, for example, as an annular gap or as an in a circular array arranged hole series can be formed.
- this is along the cylinder housing for determining the damping length adjustable magnetic element an electric solenoid, which is opposite to that in the piston integrated permanent magnet is aligned so that when energized opposite to the magnetic field of the permanent magnet substantially inverted magnetic field results, which disturbs the magnetic field of the permanent magnet by this partially will be annulled.
- the energization of the solenoid can via an electronic Control unit, which is an optional switching on or off the End position damping allows.
- the control of the solenoid can together with the control of a solenoid valve acting on the solenoid valve, so that a separate control device is not required.
- the figure shows a longitudinal section through an endlagengedämpften pneumatic cylinder with variable damping length.
- the pneumatic cylinder consists essentially of a cylinder housing 1, in which a piston 2 is housed axially displaceable.
- the piston 2 is provided with two annular Sealing elements 3a and 3b provided, which on the inner wall of the cylinder housing. 1 come into contact via corresponding sealing lip sections.
- the piston 2 divides the Interior of the cylinder housing 1 in two pressure chambers 4a and 4b.
- the pressure chambers 4a and 4b are further limited by sealingly attached to the cylinder housing 1 at the end Cylinder cover 5a and 5b.
- a piston rod 6 runs.
- the piston rod 6 penetrates sealed by the cylinder cover 5b.
- For sealing the cylinder cover 5b opposite the piston rod 6 is an annular sealing element 7 in the cylinder cover 5b arranged. Axially adjacent to the sealing element 7, the cylinder cover 5b continues to have a Guide bush 8, which serves a precise axial guidance of the piston rod 6.
- two pressure medium connections 9a and 9b are provided in the cylinder cover 5a and 5b, respectively.
- the pressure medium connection 9a is in communication with the pressure chamber 4a, whereas the Pressure medium connection 9b for acting on the pressure chamber 4b is used.
- annular stop elements 10a, 10b correspond to the execution of the End position damping with associated openings 12a and 12b, which here take the form of a Have annular gaps, the shape of the acting as a closure element stop element 10a or 10b is adjusted.
- the stop element 10a, 10b to the opening 12a or 12b facing side of an elastomeric material, whereas the opposite side is made of iron.
- An adjustable end position damping is achieved in that the stop element 10a, 10b both a piston-near basic position G and a piston-distant working position A. can take. (In the figure, both positions are shown, which are equally for both damping sides apply.)
- the piston-near basic position G is the iron-metallic Stop element 10b by the magnetic force of a hollow cylindrical permanent magnet 15a, 15b fixed to the piston 2.
- piston-distant working position A stands out Stop element 10a - in the manner described above - in the adjacent Pressure chamber 4a into it.
- a magnetic element 16a, 16b manually adjustable along the cylinder housing 1 and releasably secured thereto arranged.
- the magnetic elements 16a, 16b are designed here as electrical magnetic coils, which are powered by a - not shown - electronic control unit. When the magnetic elements 16a and 16b are energized, they develop a magnetic field which is in its polarization with respect to the magnetic field generated by the permanent magnet 15a, 15b is inverted. By this disturbing weakening of the magnetic field of the permanent magnet 15a or 15b dissolves due to the pressing force of the Druckededemlittel 11a and 11b the Stop element 10a or 10b from its magnetic force held near the piston Basic position G and gets into its working position A. Now is the stop element 10a and 10b ready to perform a damping function in the sense explained above.
Description
Die Erfindung betrifft einen endlagengedämpften Pneumatikzylinder, in dessen Zylindergehäuse ein zumindest einseitig beaufschlagbarer Kolben axial bewegbar untergebracht ist, wobei mindestens eine der beiden hierdurch gebildeten Druckkammern mit Mitteln für eine verstellbare Endlagendämpfung des Kolbens ausgestattet ist. The invention relates to an endlagengedämpften pneumatic cylinder, in whose Cylinder housing an at least one side acted upon piston axially movable is accommodated, wherein at least one of the two pressure chambers formed thereby Means is equipped for an adjustable end position damping of the piston.
Um ein abruptes Auftreffen des Kolbens auf den Zylinderdeckel in der Endlage zu vermeiden, erfordern bestimmte Einsatzfälle eine Endlagendämpfung. Bei der Endlagendämpfung wird die Geschwindigkeit des Kolbens kurz vor Erreichen der Endlagenposition durch entsprechende Bauteile abgebremst, die meist im Prinzip eine zusätzliche Drosselstelle bilden, durch welche die aus dem Pneumatikzylinder zu verdrängende Druckluft hindurchfließen muss, so dass die gewünschte Verzögerung entsteht.In order to avoid an abrupt impact of the piston on the cylinder cover in the end position, certain applications require cushioning. At the end position damping is the speed of the piston shortly before reaching the end position by braked corresponding components, which usually form an additional throttle point in principle, through which the compressed air to be displaced from the pneumatic cylinder flow must, so that the desired delay arises.
Allgemein bekannt sind endlagengedämpfte Pneumatikzylinder mit konstanter Dämpfungslänge sowie auch mit variabler Dämpfungslänge. Bei einem Pneumatikzylinder mit konstanter Dämpfungslänge lässt sich diese nicht ändern, also den Einsatzbedingungen anpassen. Dagegen ist die Dämpfungslänge bei Pneumatikzylindern mit variabler Dämpfungslänge änderbar, um je nach Einsatzfall eine Verstellung der Endlagendämpfung des Kolbens zu ermöglichen.Generally known are endlagengedämpfte pneumatic cylinders with constant Damping length as well as with variable damping length. In a pneumatic cylinder With a constant damping length, this can not be changed, ie the conditions of use to adjust. In contrast, the damping length is variable with pneumatic cylinders Damping length changeable, depending on the application, an adjustment of the end position damping to allow the piston.
Aus der DE 44 10 103 C1 geht ein solcher gattungsgemäßer endlagengedämpfter Pneumatikzylinder mit variabler Dämpfungslänge hervor. Um ein besonders sanftes Anfahren der Endlage des Pneumatikzylinders zu erzielen, wird vorgeschlagen, dass eine elektronische Steuereinheit in Form eines Gegenpulsmoduls über zugeordnete diskrete Vorpositioniersensoren eine zeitlich einstellbare Umsteuerung eines bestromten ersten, einer ersten Endlage zugeordneten Steuerventils auf ein bisher nicht bestromtes zweites, einer zweiten Endlage zugeordneten Steuerventils bewirkt. Um das Dämpfungsverhalten der Antriebsanordnung zu variieren, kann hier das Umsteuern zeitverzögert vorgenommen werden. Weiterhin kann die Gegenimpuls-Dauer variiert werden, was ein praktisch kraftloses Annähern an die Endlagenposition mit niederer Geschwindigkeit ermöglicht. Diese Maßnahmen beeinflussen die wirksame Dämpfungslänge, welche insoweit flexibel über die elektronische Steuereinheit variierbar ist. Aufgrund der an definierten Stellen entlang der Hubrichtung des Kolbens angebrachten diskreten Vorpositioniersensoren sind die Einstellmöglichkeiten hinsichtlich der Endlagenparameter jedoch begrenzt. So ist insbesondere der Einsatzzeitpunkt der Dämpfung sowie die Dämpfungsstärke nicht exakt bzw. nicht ohne größeren steuertechnischen Aufwand an verschiedene Einsatzfälle anpassbar.From DE 44 10 103 C1 is such a generic endlagengedämpfter Pneumatic cylinder with variable damping length out. For a particularly gentle start the end position of the pneumatic cylinder, it is proposed that an electronic Control unit in the form of a counter-pulse module via assigned discrete Vorpositioniersensoren a time-adjustable reversal of an energized first, a first end position associated control valve to a previously unenergized second, one second end position associated control valve causes. To the damping behavior of To vary the drive arrangement, the reversing can be made delayed here become. Furthermore, the counter pulse duration can be varied, which is a virtually powerless Allows close to the end position at low speed. These Measures influence the effective damping length, which is flexible on the extent Electronic control unit is variable. Because of the defined places along the Lifting direction of the piston mounted discrete Vorpositioniersensoren are the However, setting options with regard to the end position parameters are limited. So is in particular, the time of use of the damping and the damping strength not exactly or not adaptable without great tax technical effort to different applications.
Aus der DE 196 45 701 A1 geht ein weiterer gattungsgemäßer endlagengedämpfter Pneumatikzylinder mit variierbarer Dämpfungslänge hervor. Die Dämpfung wird hier mittels einer Steuerventilanordnung erzeugt, durch welche die durchströmende Druckluft wenigstens zeitweise gedrosselt wird. Die Steuerventilanordnung weist Druckluftanschlüsse und Steueranschlüsse auf, die mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden sind. Zur Drosselung des Druckluftstroms besitzt die Steuerventilanordnung neben einem ersten Durchlassquerschnitt noch einen zweiten, kleineren Durchlassquerschnitt sowie ein Umschaltventil zur Umschaltung zwischen den beiden Durchlassquerschnitten. Durch das Umschalten auf den kleineren Durchlassquerschnitt wird eine zeitweise Drosselung der Druckluftzufuhr in dem Druckmittelzylinder zur Endlagendämpfung bewirkt. Über die elektronische Steuereinheit ist wegen einer mit dieser zusammenwirkenden permanenten Wegerfassung des Kolbens das Einsetzen der Endlagendämpfung, das heißt hier das Umschalten zwischen den beiden Durchlassquerschnitten, flexibel einstellbar. Allerdings erfordert diese Lösung einen recht hohen Aufwand an zusätzlicher Ventiltechnik sowie Steuerelektronik.From DE 196 45 701 A1 is another generic endlagegedämpfter Pneumatic cylinder with variable damping length out. The damping is here by means of a control valve arrangement generates, through which the compressed air flowing through at least is temporarily throttled. The control valve assembly has compressed air connections and Control terminals connected to an electronic control unit. to Throttling of the compressed air flow has the control valve arrangement in addition to a first Passage cross section still a second, smaller passage cross-section and a Change-over valve for switching between the two passage cross-sections. By the Switching to the smaller passage cross-section is a temporary throttling of the Compressed air supply in the pressure cylinder for cushioning causes. About the electronic control unit is because of a cooperating with this permanent Position detection of the piston the onset of cushioning, that is the here Switching between the two passage cross sections, flexibly adjustable. Indeed This solution requires a fairly high amount of additional valve technology as well Control electronics.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen endlagengedämpften Pneumatikzylinder mit variierbarer Dämpfungslänge zu schaffen, welcher sich mit einfachen technischen Mitteln auf unterschiedliche Dämpfungslängen einstellen lässt.It is therefore the object of the present invention an endlagengedämpften To provide pneumatic cylinder with variable damping length, which is easy with technical means can be set to different damping lengths.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem endlagengedämpften Pneumatikzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. The task is based on a endlagengedämpften pneumatic cylinder according to the Preamble of claim 1 solved in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give advantageous developments of the invention again.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass als Mittel für eine verstellbare Endlagendämpfung ein stirnseitig am Kolben über Druckfedermittel beabstandet angebrachtes, zumindest bereichsweise eisenmetallisches Anschlagelement vorgesehen ist, welches in einer kolbennahen Grundposition G durch die Magnetkraft mindestens eines Permanentmagneten am Kolben fixiert ist, und welches in einer kolbenfernen Arbeitsposition A zur Endlagendämpfung in die benachbarte Druckkammer hineinragt, wobei ein außen entlang des Zylindergehäuses zur Bestimmung der Dämpfungslänge verstellbares Magnetelement für die Erzeugung eines gegenüber dem Magnetfeld des Permanentmagneten im wesentlichen invertierten Magnetfelds vorgesehen ist, um eine Positionsänderung des Anschlagelements aus der Grundposition G in die Arbeitsposition A zu erzielen, wenn der Kolben kurz vor Erreichen der Endlage das Magnetelement passiert.The invention includes the technical teaching that as a means for an adjustable End position damping a frontally spaced on the piston via compression spring means attached, at least partially iron metallic stop element is provided, which in a piston near basic position G by the magnetic force of at least one Permanent magnet is fixed to the piston, and which in a piston remote working position A protrudes into the adjacent pressure chamber for cushioning, with an outside along the cylinder housing for determining the damping length adjustable Magnetic element for the generation of a relative to the magnetic field of the permanent magnet is provided in substantially inverted magnetic field to a change in position of the To achieve stop element from the basic position G in the working position A, when the Piston passes shortly before reaching the end position of the magnetic element.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass mit einer Verstellung des außen am Zylindergehäuse angebrachten Magnetelements die Dämpfungslänge flexibel an jeden Einsatzfall anpassbar ist. Diese Anpassung erfolgt in einfacher Weise manuell, ohne dass hierfür steuerungstechnischer Aufwand erforderlich ist. Die Dämpfungsstärke kann ebenfalls manuell über eine einstellbare Drossel in herkömmlicher Weise angepasst werden. Somit sind die beiden, die Endlagendämpfung bestimmenden Parameter Dämpfungslänge und Dämpfungsstärke direkt am Pneumatikzylinder durch leicht verständliche Bedienschritte einstellbar. Die erfindungsgemäße mechanische Lösung zur Endlagendämpfung erfordert nur einen geringen zusätzlichen Bauteileaufwand, der die Kompaktheit des Pneumatikzylinders nicht beeinflusst. So wird vor allem die Länge des Pneumatikzylinders hierdurch nicht vergrößert.The advantage of the solution according to the invention lies in the fact that with a Adjustment of the outside of the cylinder housing attached magnetic element Damping length is flexibly adaptable to every application. This adjustment takes place in easy way manually, without the need for control engineering effort is required. The damping strength can also be adjusted manually via an adjustable throttle in conventional Be customized. Thus, the two are the end position damping Parameter damping length and damping strength directly on the pneumatic cylinder by light understandable operating steps adjustable. The inventive mechanical solution for End position damping requires only a small additional component cost, the Compactness of the pneumatic cylinder is not affected. This is how the length of the Pneumatic cylinder thereby not increased.
Ein besonders zuverlässiges Festhalten des eisenmetallischen Anschlagselements in der kolbennahen Grundposition G ergibt sich, wenn der Permanentmagnet hohlzylinderförmig ausgebildet ist, angepasst an eine vorzugsweise ringartige Ausbildung des Anschlagelements, wobei das das Anschlagelement tragende Druckfedermittel vom hohlzylinderförmigen Permanentmagnet zumindest teilweise umschlossen ist. Diese relative Anordnung der besagten Bauteile zueinander gewährleistet darüber hinaus auch deren kompakte Unterbringung innerhalb des begrenzten Bauraums im Kolben.A particularly reliable holding the iron metal stop member in the piston-close basic position G results when the permanent magnet is a hollow cylinder is formed, adapted to a preferably annular formation of the stop element, wherein the pressure spring means carrying the stop element from the hollow cylindrical Permanent magnet is at least partially enclosed. This relative arrangement of said components to each other also ensures their compact Housing within the limited space in the piston.
Vorzugsweise ist das Druckfedermittel nach Art einer Spiraldruckfeder oder nach Art eines Elastomerfaltenbalges ausgebildet, welches einerseits am Kolben befestigt ist und andererseits das Anschlagelement trägt. Es ist dass denkbar, dass das Druckfedermittel selbst durch seine Federwirkung zur Endlagendämpfung beiträgt. Vorzugsweise besitzt das Druckfedermittel jedoch nur eine geringe spezifische Federkonstante, die so bemessen ist, dass eine Axialbewegung des Anschlagelements von der kolbennahen Grundposition G ausfedernd in die kolbenferne Arbeitsposition A sichergestellt ist.Preferably, the compression spring means in the manner of a coil spring or in the manner of a Elastomer bellows formed, which is attached on the one hand to the piston and on the other carries the stop element. It is conceivable that the compression spring itself by his Spring effect contributes to cushioning. Preferably, the compression spring means However, only a small specific spring constant, which is such that a Axial movement of the stop element of the piston near basic position G springing in the piston-distant working position A is ensured.
Die Endlagendämpfung erfolgt vorzugsweise derart, dass das Anschlagelement in der kolbenfernen Arbeitsposition A bei Annäherung des Kolbens an die Endlage ab Erreichen eines durch die axiale Beabstandung des Anschlagelements vom Kolben definierten Dämpfungsabstandes X eine im zugeordneten Zylinderdeckel angeordnete korrespondierende Öffnung verschließt, so dass für die restliche aus der Druckkammer entweichende Abluft nur der durch eine zweite Bypassöffnung zur Verfügung gestellte Restströmungsquerschnitt verbleibt.The cushioning is preferably such that the stop element in the far away from working position A when approaching the piston to the end position from reaching one defined by the axial spacing of the stop element from the piston Damping distance X a arranged in the associated cylinder cover corresponding Closes opening, so that for the rest of the pressure chamber escaping exhaust air only the residual flow cross-section provided by a second bypass opening remains.
Zu diesem Zwecke besteht das Anschlagelement vorteilhafter Weise aus unterschiedlichen Materialien, nämlich zu der dem Kolben zugewandten Seite aus Eisen und zu der gegenüberliegenden, dem Zylinderdeckel zugewandten Seite aus einem Elastomermaterial. Das Anschlagelement kann somit in einfacher Weise als Gummi-Metallteil hergestellt werden. For this purpose, the stop element advantageously consists of different Materials, namely to the piston side facing iron and to the opposite, the cylinder cover facing side of an elastomeric material. The stop element can thus be produced in a simple manner as a rubber-metal part become.
Das vorzugsweise ringförmig ausgebildete Anschlagelement korrespondiert mit der im Zylinderdeckel vorgesehenen Öffnung, welche beispielsweise als Ringspalt oder als eine in einer Kreisform angeordnete Bohrungsreihe ausgebildet werden kann.The preferably annular stop element corresponds to the in Cylinder cover provided opening, which, for example, as an annular gap or as an in a circular array arranged hole series can be formed.
Vorzugsweise ist das entlang des Zylindergehäuses zur Bestimmung der Dämpfungslänge verstellbare Magnetelement eine elektrische Magnetspule, die gegenüber dem im Kolben integrierten Permanentmagneten so ausgerichtet ist, dass sich bei deren Bestromung ein gegenüber dem Magnetfeld des Permanentmagneten im wesentlichen invertiertes Magnetfeld ergibt, welches das Magnetfeld des Permanentmagneten stört, indem dieses teilweise aufgehoben wird. Die Bestromung der Magnetspule kann über eine elektronische Steuereinheit erfolgen, was ein wahlweise Zuschalten oder Abschalten der Endlagendämpfung ermöglicht. Die Ansteuerung der Magnetspule kann dabei gemeinsam mit der Ansteuerung eines den Pneumatikzylinder beaufschlagenden Magnetventils erfolgen, so dass eine separate Steuereinrichtung nicht erforderlich ist. Daneben ist es auch denkbar, das außen am Zylindergehäuse angebrachte, längsverstellbare Magnetelement als einen Permanentmagneten auszugestalten, dessen Positionierung ebenfalls ein entsprechend invertiertes Magnetfeld liefert. Hierbei ist aber zu beachten, dass der Permanentmagnet die Dämpfungseinrichtung nicht auch beim Rückhub des Kolbens auslöst. Zu diesem Zwecke sind geeignete technische Mittel zum Zuführen und Abführen des Permanentmagneten oder dergleichen vorzusehen.Preferably, this is along the cylinder housing for determining the damping length adjustable magnetic element an electric solenoid, which is opposite to that in the piston integrated permanent magnet is aligned so that when energized opposite to the magnetic field of the permanent magnet substantially inverted magnetic field results, which disturbs the magnetic field of the permanent magnet by this partially will be annulled. The energization of the solenoid can via an electronic Control unit, which is an optional switching on or off the End position damping allows. The control of the solenoid can together with the control of a solenoid valve acting on the solenoid valve, so that a separate control device is not required. In addition, it is also conceivable that externally mounted on the cylinder housing, longitudinally adjustable magnetic element as a Permanent magnets to design, whose positioning is also a corresponding inverted magnetic field provides. However, it should be noted that the permanent magnet the Damping device does not trigger during the return stroke of the piston. For this purpose are suitable technical means for supplying and discharging the permanent magnet or to provide the like.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben oder werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt.Further measures improving the invention are set forth in the dependent claims or together with the description of a preferred Embodiment of the invention with reference to the single figure shown in more detail.
Die Figur zeigt einen Längsschnitt durch einen endlagengedämpften Pneumatikzylinder mit variierbarer Dämpfungslänge. The figure shows a longitudinal section through an endlagengedämpften pneumatic cylinder with variable damping length.
Der Pneumatikzylinder besteht im Wesentlichen aus einem Zylindergehäuse 1, in welchem
ein Kolben 2 axial verschiebbar untergebracht ist. Der Kolben 2 ist mit zwei ringförmigen
Dichtelementen 3a und 3b versehen, welche an der Innenwandung des Zylindergehäuses 1
über entsprechende Dichtlippenabschnitte zur Anlage kommen. Der Kolben 2 unterteilt den
Innenraum des Zylindergehäuses 1 in zwei Druckkammern 4a und 4b. Die Druckkammern 4a
und 4b sind weiterhin begrenzt durch endseitig am Zylindergehäuse 1 dichtend befestigte
Zylinderdeckel 5a und 5b. Vom Kolben 2 aus verläuft eine Kolbenstange 6. Die Kolbenstange
6 durchdringt abgedichtet den Zylinderdeckel 5b. Zur Abdichtung des Zylinderdeckels 5b
gegenüber der Kolbenstange 6 ist ein ringförmiges Dichtelement 7 im Zylinderdeckel 5b
angeordnet. Axial benachbart zum Dichtelement 7 weist der Zylinderdeckel 5b weiterhin eine
Führungsbuchse 8 auf, welche einer exakten axialen Führung der Kolbenstange 6 dient.The pneumatic cylinder consists essentially of a cylinder housing 1, in which
a
Zur Druckmittelbeaufschlagung des hier dargestellten doppeltwirkenden Pneumatikzylinders
sind zwei Druckmittelanschlüsse 9a und 9b in den Zylinderdeckel 5a bzw. 5b vorgesehen.
Der Druckmittelanschluss 9a steht mit der Druckkammer 4a in Verbindung, wogegen der
Druckmittelanschluss 9b zur Beaufschlagung der Druckkammer 4b dient.For pressurizing the double-acting pneumatic cylinder shown here
two
Zur beidseitigen Endlagendämpfung des Kolbens 2 sind hieran jeweils beidscitig axial
beabstandet angebrachte ringförmige Anschlagelemente 10a und 10b vorgesehen. Die axial
beabstandete Anbringung der Anschlagelemente 10a und 10b am Kolben 2 erfolgt über ein
Druckfedermittel 11a bzw. 1 1b, welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
die Hauptfunktionen erfüllen, die Anschlagelemente 10a und 10b im entlasteten Zustand axial
beabstandet vom Kolben 2 und leicht verschiebbar zu halten. Insoweit weisen die hier nach
Art einer Spiraldruckfeder aus Federstahl bestehenden Druckfedermittel 11a und 11b eine nur
geringe Federkonstante auf. Die koaxial gegenüber dem Kolben 2 derart angebrachten
ringförmigen Anschlagelemente 10a, 10b korrespondieren zur Ausführung der
Endlagendämpfung mit zugeordneten Öffnungen 12a und 12b, welche hier die Form eines
Ringspalts besitzen, der an die Form des als Verschlusselement wirkenden Anschlagelements
10a bzw. 10b angepasst ist. Zur Verbesserung der Dichtwirkung besteht das Anschlagelement
10a, 10b zu der der Öffnung 12a bzw. 12b zugewandten Seite aus einem Elastomermaterial,
wogegen die gegenüberliegende Seite aus Eisen besteht.For two-sided end position damping of the
Bei Bewegung des Kolbens 2 in eine Endlage wird nun ab Erreichen eines durch die axiale
Beabstandung des Anschlagelements 10a vom Kolben 2 definierten Dämpfungsabstandes X
die im zugeordneten Zylinderdeckel 5a angeordnete Öffnung 12a verschlossen. Die Öffnung
12a steht mit dem Anschluss 9a in Verbindung. Eine Bypassöffnung 13a und 13b liegt
außerhalb der Reichweite des Anschlagelements 10a bzw. 10b. Diese Anordnung bewirkt,
dass bei Verschluss der Öffnung 12a oder 12b zur Endlagendämpfung das restliche, aus der
Druckkammer 4a bzw. 4b entweichende Druckmittel nur durch die jeweilige Bypassöffnung
13a oder 13b entweichen kann.When moving the
Im Prinzip wird hier zur Endlagendämpfung ab Erreichen des Dämpfungsabstands X der
Strömungsquerschnitt für das Entweichen der Druckmittel entsprechend vermindert. Zur
mangelnden Einstellung des Dämpfungsgrades ist weiterhin jeweils eine Drosselschraube 14a
und 14b vorgesehen, welche mit der Bypassöffnung 13a bzw. 13b zusammenwirkt.In principle, here is the end position damping from reaching the attenuation distance X of the
Flow cross-section for the escape of the pressure medium correspondingly reduced. to
Lack of adjustment of the degree of damping is still a
Eine verstellbare Endlagendämpfung wird dadurch erreicht, dass das Anschlagelement 10a,
10b sowohl eine kolbennahe Grundposition G als auch eine kolbenferne Arbeitsposition A
einnehmen kann. (In der Figur sind beide Positionen dargestellt, welche gleichermaßen für
beide Dämpfungsseiten gelten.) In der kolbennahen Grundposition G ist das eisenmetallische
Anschlagelement 10b durch die Magnetkraft eines hohlzylinderförmigen Permanentmagneten
15a, 15b am Kolben 2 fixiert. In der anderen, kolbenfernen Arbeitsposition A ragt das
Anschlagelement 10a - in vorstehend beschriebener Weise - in die benachbarte
Druckkammer 4a hinein. Außen am Zylindergehäuse 1 ist jeweils ein Magnetelement 16a,
16b manuell entlang des Zylindergehäuses 1 verstellbar und hieran lösbar befestigt
angeordnet. Die Magnetelemente 16a, 16b sind hier als elektrische Magnetspulen ausgeführt,
welche über eine - nicht weiter dargestellte - elektronische Steuereinheit bestrombar sind.
Bei Bestromen der Magnetelemente 16a bzw. 16b entfalten diese ein Magnetfeld, welches in
seiner Polarisierung gegenüber dem vom Permanentmagneten 15a, 15b erzeugten Magnetfeld
invertiert ist. Durch diese störende Schwächung des Magnetfelds des Permanentmagneten 15a
bzw. 15b löst sich infolge der Druckkraft der Druckfedemlittel 11a bzw. 11b das
Anschlagelement 10a bzw. 10b aus seiner über magnetische Kraft gehaltenen kolbennahen
Grundposition G und gelangt in seine Arbeitsposition A. Nunmehr ist das Anschlagelement
10a bzw. 10b bereit, eine Dämpfungsfunktion im vorstehend erläuterten Sinne auszuführen.
Über die Positionierung der Magnetelemente 16a bzw. 16b außen am Zylindergehäuse 1 kann
dieses auslösende Moment bestimmt werden, so dass hierüber die Dämpfungslänge variierbar
ist. Bei Erreichen der Endlagenposition des Kolbens 2 wird unter Zusammendrücken des
zugeordneten Druckfedermittels 11a bzw. 11b das Anschlagelement 10a bzw. 10b wieder in
die Grundposition G gedrückt, wo dieses aufgrund der vom Permanentmagneten 15a bzw.
15b ausgeübten Magnetkraft wieder fixiert ist. An adjustable end position damping is achieved in that the
- 11
- Zylindergehäusecylinder housing
- 22
- Kolbenpiston
- 33
- Dichtelementsealing element
- 44
- Druckkammerpressure chamber
- 55
- Zylinderdeckelcylinder cover
- 66
- Kolbenstangepiston rod
- 77
- Dichtelementsealing element
- 88th
- Führungsbuchseguide bush
- 99
- Anschlussconnection
- 1010
- Anschlagelementstop element
- 1111
- DruckfedermittelSpring means
- 1212
- Öffnungopening
- 1313
- Bypassöffnungbypass opening
- 1414
- Drosselschraubethrottle screw
- 1515
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 1616
- Magnetelementmagnetic element
- AA
- Arbeitspositionworking position
- GG
- Grundpositionbasic position
- XX
- Dämpfungsabstanddamping distance
Claims (10)
- An end-of-travel damped pneumatic cylinder having, accommodated in its cylinder housing (1), a piston (2) to which a force is applicable at least unilaterally and which is moveable in an axial direction, wherein at least one of the pressure chambers (4a, 4b) thus created is equipped with means for an adjustable end-of-travel damping of said piston (2),
characterised in that, as a means for an adjustable end-of-travel damping, a stop element (10a, 10b), at least partially ferrous-metallic, is mounted on the end face of said piston (2) and spaced by means of a pressure spring means (11a, 11b) and which, in a basic position G near said piston, is fixed on said piston (2) by the magnetic force of at least one permanent magnet (15a, 15b) and which in a working position A at a distance from said piston, protrudes into the adjacent pressure chamber (4a, 4b) for end-of-travel damping purposes, wherein a magnetic element (16a, 16b), which is adjustable along the outside of said cylinder housing (1) in order to determine the damping distance, is provided for generating a magnetic field which is essentially inverted with respect to the magnetic field of said permanent magnet (15a, 15b) in order to achieve a position change of said stop element (10a, 10b) from said basic position G to said working position A, when the piston passes the magnetic element (16a, 16b) shortly before it reaches the end-of-travel position. - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to claim 1,
characterised in that said permanent magnet (15a, 15b) is formed as a hollow cylinder and is inserted at the end face of said piston (2) at least partially enclosing said pressure spring means (11a, 11b). - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to claim 1 or 2,
characterised in that said pressure spring means (11a, 11b) is formed as a spiral pressure spring or as an elastomeric bellows and which, at one end, is attached to the piston (2) and, at the other end, carries the stop element (10, 10b). - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to any one of the preceding claims,
characterised in that the stop element (10a, 10b), when it is in the working position A at a distance from the piston and when the piston (2) is nearing the end-of-travel position, from a point onwards where a damping distance X defined by the axial distance between the stop element (10a, 10b) and the piston (2) is reached, closes a corresponding opening (12a, 12b) arranged in the associated cylinder cover (5a or 5b respectively), so that the remainder of the exhaust air is vented from said pressure chamber (4a or 4b, respectively) only through the residual flow cross-section provided by a second bypass opening (13a, 13b). - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to any one of the preceding claims,
characterised in that said stop element (10a, 10b) is made of iron on the side facing the piston (2) and is made of an elastomeric material on the opposite side facing the cylinder cover (5a, 5b). - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to any one of the preceding claims,
characterised in that the opening (12a, 12b) corresponding to the annular stop element (10a, 10b) is formed as an annular slot or a series of bores positioned in a circle. - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to claim 1,
characterised in that said magnetic element (16a, 16b) adjustable along the cylinder housing (1) for determining the damping distance is a permanent magnet. - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to claim 1,
characterised in that said magnetic element (16a, 16b) adjustable along the cylinder housing (1) for determining the damping distance is a magnet coil. - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to any one of the preceding claims,
characterised in that a piston rod (6) extends from at least one of the end faces of said piston (2) and passes through an associated cylinder cover (5b) in a sealed way, or in that said piston cooperates with means for forming a piston-rod-less cylinder. - The end-of-travel damped pneumatic cylinder according to any one of the preceding claims,
characterised in that pressurized air can be applied to the force-generating pressure chamber (4a, 4b) via an external connection (9a, 9b) or in that it contains a spring element to generate the force.
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