EP1744062A2 - Actuator with dampening at the end of stroke - Google Patents
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- EP1744062A2 EP1744062A2 EP06012469A EP06012469A EP1744062A2 EP 1744062 A2 EP1744062 A2 EP 1744062A2 EP 06012469 A EP06012469 A EP 06012469A EP 06012469 A EP06012469 A EP 06012469A EP 1744062 A2 EP1744062 A2 EP 1744062A2
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- F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
- F15B15/222—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 throttles the main fluid outlet as the piston approaches its end position
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung, der einen einen Zylinderraum enthaltenden Zylinderkörper, bspw. in Gestalt eines Rohres oder eines Strangofilteils, zwei den Zylinder endseitig verschließende Endteile, einen in dem Zylinderraum zwischen zwei Endlagen längsverschieblich gelagerten Kolben und eine Einrichtung zur Dämpfung der Bewegung des Kolbens bei der Annäherung an wenigstens eine seiner Endlagen aufweist.In the form of a tube or a Strangofilteils, two cylinder end-closing end portions, a longitudinally displaceably mounted in the cylinder space between two end positions of the piston and a device for damping the movement of the cylinder Piston when approaching at least one of its end positions.
Insbesondere druckmittelbetätigte Arbeitszylinder werden häufig mit einer Endlagendämfpung ausgeführt, um ein stoßfreies Arbeiten der Arbeitszylinder zu gewährleisten. Ein Beispiel für einen solchen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung ist in der
Andererseits ist insbesondere bei der Bewegung großer Massen eine längere Dämpfungsstrecke, d.h. ein längerer Dämpfungshub sinnvoll, weil dadurch die kinetische Energie der bewegten Massen besser abgebaut werden kann, was zu niedrigeren Reaktionskräften auf die Unterkonstruktion führt und zumeist auch eine bessere Einstellbarkeit, insbesondere mit zusätzlichen Elementen ergibt. Bei einem aus der
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung zu schaffen, dessen Dämpfungseinrichtung sich durch einen einfachen, betriebssicheren Aufbau auszeichnet und bei begrenzter Einbaulänge des gesamten Arbeitszylinders einen großen Dämpfungshub aufweist.The object of the invention is therefore to provide a cylinder with cushioning, the damping device is characterized by a simple, reliable construction and has a large damping stroke with limited installation length of the entire working cylinder.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist der erfindungsgemäße Arbeitszylinder die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.To solve this problem, the working cylinder according to the invention has the features of claim 1.
Bei dem neuen Arbeitszylinder weist die Einrichtung zur Dämpfung der Bewegung des Kolbens bei der Annäherung an wenigstens einer seiner Endlagen zwei zusammenwirkende Dämpfungselemente auf, von denen eines an einem Endteil des Arbeitszylinders und das andere an dem Kolben auf dessen dem Endteil zugewandte Seite vorgesehen ist. Die beiden Endteile verschließen bei der Annäherung des Kolbens an seine Endlage einen Dämpfungsraum, der mit einer Einrichtung zur gedrosselten Ableitung von in dem Dämpfungsraum eingeschlossenem Druckmedium verbunden ist. Dazu sind die beiden Dämpfungselemente in Richtung der Kolbenbewegung teleskopisch axial ineinander einschiebbar ausgebildet, indem etwa eines von den beiden Dämpfungselementen eine in dem Endteil oder dem Kolben ausgebildete Aufnahmeöffnung und das andere einen abgedichtet in die Aufnahmeöffnung einschiebbaren, teleskopischen Dämpfungszapfen aufweist. Der Dämpfungszapfen weist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Hülse auf, die auf einem zu dem Kolben bzw. dem Endteil axial vorragenden stangenförmigen Lagerteil axial begrenzt verschieblich gelagert ist. Bei einem eine durch ein Endteil herausgeführte Kolbenstange aufweisenden Arbeitszylinder kann das Lagerteil unmittelbar Teil der Kolbenstange sein.In the new working cylinder, the device for damping the movement of the piston when approaching at least one of its end positions on two cooperating damping elements, one of which is provided on one end portion of the working cylinder and the other on the piston on the end portion facing side. The two end parts close at the approach of the piston to its end position a damping chamber, with a device connected to the throttled derivative of enclosed in the damping chamber pressure medium. For this purpose, the two damping elements in the direction of the piston movement telescopically axially inserted into one another by about one of the two damping elements formed in the end part or the piston receiving opening and the other has a sealed inserted into the receiving opening, telescopic damping pin. The damping pin has in a preferred embodiment, a sleeve which is mounted axially limited displaceable on a to the piston or the end portion axially projecting rod-shaped bearing member. In the case of a working cylinder having a piston rod brought out by an end part, the bearing part can be directly part of the piston rod.
Von den beiden bei Annäherung des Kolbens an seine Endlage ineinander einschiebbar ausgebildeten Dämpfungselementen ist wenigstens eines an dem Endteil oder dem Kolben zwischen zwei axial voneinander beabstandeten Endstellungen bezüglich des Kolbens bzw. des Endteils begrenzt längsverschieblich gelagert. Beide Dämpfungselemente sind mit zusammenwirkenden Hemmmitteln versehen, unter deren Einwirkung das längsverschiebliche Dämpfungselement bei einer Wegbewegung des Kolbens aus seiner Endlage in eine Endstellung verstellbar ist, die von dem Kolben bzw. dem Endteil weiter entfernt ist als eine erste Endstellung, die das Dämpfungselement normalerweise einnimmt. Die Verschiebbarkeit des einen Dämpfungselementes bezüglich des Kolbens bzw. des Endteils ergibt einen zusätzlichen Dämpfungshub durch eine Teleskopwirkung der bei der Annäherung des Kolbens an seine Endlage sich ineinander schiebenden:Teile. Durch die Hemmmittel wird sichergestellt, dass bei der Wegbewegung des Kolbens aus seiner Endlage das längsverschiebliche Dämpfungselement wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, ohne dass es dazu zusätzlicher Betätigungseinrichtungen, wie Federelemente oder dergleichen bedürfte. Damit ist auch kein zusätzlicher Einbauraum erforderlich. Die einfache Konstruktion erlaubt darüberhinaus die Verwendung seriennaher Teile auch für große Dämpfungshübe, d.h. lange Dämpfungswege.Of the two when closing the piston to its end position inserted into one another formed damping elements at least one of the end part or the piston between two axially spaced apart end positions relative to the piston or the end part limited longitudinally displaceable. Both damping elements are provided with cooperating inhibiting means under the action of the longitudinally displaceable damping element is adjustable in a movement of the piston from its end position to an end position which is further away from the piston or the end portion as a first end position, which normally occupies the damping element. The displaceability of the one damping element with respect to the piston or the end part results in an additional damping stroke by a telescopic action of the telescoping action of the piston as it approaches its end position: parts. The inhibitor ensures that when moving away of the piston from its end position, the longitudinally displaceable damping element returns to its original position, without the need for additional actuation devices, such as spring elements or the like. This also no additional installation space is required. The simple design also allows the use of near-serial parts for large damping strokes, ie long damping paths.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausbildungen des erfindungsgemäßen Arbeitszylinders sind Gegenstand von Unteransprüchen.Further advantageous features and embodiments of the working cylinder according to the invention are the subject of dependent claims.
Der Arbeitszylinder kann sowohl ein einfach als auch doppel wirkender Arbeitszylinder mit durch wenigstens eines seiner Endteile herausgeführter Kolbenstange sein, doch kann der erfindungsgemäße Gedanke in gleicher Weise auch auf kolbenstangenlose Zylinder angewandt werden. Die Arbeitszylinder sind in der Regel druckmediumsbetätigt, bspw. Pneumatikzylinder, doch kann eine entsprechende Einrichtung zur Endlagendämpfung auch bei Arbeitszylindern oder Linearantrieben vorgesehen werden, die eine andere Form der Betätigung, bspw. über Seilzüge und dergleichen, aufweisen.The working cylinder may be both a single-acting and double-acting working cylinder with a piston rod brought out through at least one of its end parts, but the idea according to the invention can likewise be applied to rodless cylinders. The working cylinders are usually pressure medium actuated, for example. Pneumatic cylinder, but a corresponding device for cushioning can also be provided in working cylinders or linear drives, which have a different form of operation, for example. Over cables and the like.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- Einen Arbeitszylinder gemäß der Erfindung im Längsschnitt in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung einer mittleren Hubstellung des Kolbens,
- Fig. 2
- eine Einzelheit "Y" des Arbeitszylinders nach Figur 1 in einer vergrößerten Ausschnittsdarstellung,
- Fig. 3
- eine Einzelheit "Z" des Arbeitszylinders nach Figur 1 in einer vergrößerten Ausschnittsdarstellung,
- Fig. 4
- den Arbeitszylinder nach Figur 1 in einer entsprechenden Schnittdarstellung, unter Veranschaulichung einer Hubstellung des Kolbens, bei der die beiden Dämpfungselemente der Endlagendämpfungseinrichtung gerade miteinander in Eingriff kommen,
- Fig. 5
- den Arbeitszylinder nach Figur 1 in einer entsprechenden Schnittdarstellung, unter Veranschaulichung einer Hubstellung, bei der die beiden Dämpfungselemente der Endlagendämpfungseinrichtung ganz ineinander eingeschoben sind,
- Fig. 6
- den Arbeitszylinder nach Figur 1 in einer entsprechenden Schnittdarstellung, unter Veranschaulichung einer Hubstellung, bei der der Kolben seine Endlage erreicht hat,
- Fig. 7
- den Arbeitszylinder nach Figur 1 in einer entsprechenden Schnittdarstellung, unter Veranschaulichung einer Hubstellung des Kolbens, bei der sich der Kolben aus seiner Endlage wieder teilweise wegbewegt hat und
- Fig. 8
- einen Arbeitszylinder gemäß der Erfindung in der Ausführung als kolbenstangenloser Zylinder, im Längsschnitt in einer Seitenansicht, unter Veranschaulichung einer Hubstellung des Kolbens, bei der der Kolben sich einer Endlage annähert und die beiden Dämpfungselemente bereits miteinander in Eingriff gekommen sind.
- Fig. 1
- A working cylinder according to the invention in longitudinal section in a side view, illustrating an average stroke position of the piston,
- Fig. 2
- a detail "Y" of the working cylinder after FIG. 1 shows an enlarged detail view,
- Fig. 3
- a detail "Z" of the working cylinder of Figure 1 in an enlarged detail view,
- Fig. 4
- the working cylinder of Figure 1 in a corresponding sectional view, illustrating a stroke position of the piston, in which the two damping elements of Endlagendämpfungseinrichtung straight with each other,
- Fig. 5
- the working cylinder of Figure 1 in a corresponding sectional view, illustrating a stroke position in which the two damping elements of the Endlagendämpfungseinrichtung are completely inserted into each other,
- Fig. 6
- the working cylinder of Figure 1 in a corresponding sectional view, illustrating a stroke position in which the piston has reached its end position,
- Fig. 7
- the working cylinder of Figure 1 in a corresponding sectional view, illustrating a stroke position of the piston, in which the piston has moved away from its end position again partially and
- Fig. 8
- a working cylinder according to the invention in the embodiment as a rodless cylinder, in Longitudinal section in a side view, illustrating a stroke position of the piston, wherein the piston approaches an end position and the two damping elements have already come into engagement with each other.
Die Figuren 1 bis 7 veranschaulichen einen Arbeitszylinder in Form eines Pneumatikzylinders, der einen Zylinderkörper in Form eines Zylinderrohrs 1 und zwei mit dem Zylinderrohr 1 abgedichtet verbundene Endteile 2, 3 aufweist. Das Zylinderrohr 1 umschließt einen Zylinderraum, in dem ein Kolben 4 längsverschieblich geführt ist, der gegenüber der Innenwand des Zylinderrohrs 1 über Kolbenringdichtungen 5 abgedichtet ist. Der Kolben 4 teilt den Zylinderraum in zwei Zylinder- oder Druckkammern 6, 7 auf, die durch den Kolben 4 getrennt sind.Figures 1 to 7 illustrate a working cylinder in the form of a pneumatic cylinder having a cylinder body in the form of a cylinder tube 1 and two sealed with the cylinder tube 1
Mit dem Kolben 4 ist eine koaxiale zylindrische Kolbenstange 8 fest verbunden, die abgedichtet durch das Endteil 2 durch geführt ist. Eine Kolbenstangendichtung ist bei 9 veranschaulicht. Die die Zylinderkammer 6 durchquerende Kolbenstange 8 ist auf der gegenüberliegenden Kolbenseite verlängert. Auf ihre Verlängerung 10 ist eine koaxiale zylindrische Büchse 11 aufgesetzt, die in die Zylinderkammer 7 ragt und durch eine bei 12 angedeutete, mit der Kolbenstangenverlängerung 10 verschraubte Schraube an dem Kolben 4 fixiert ist.With the
In den beiden Endteilen 2, 3 ist jeweils ein in einer Gewindebohrung 13 mündender Anschlusskanal 14 ausgebildet, der über ein entsprechendes eingeschraubtes Anschlussfitting mit einer nicht weiter dargestellten Druckluftquelle oder einer Entlüftung, jeweils über entsprechende, ebenfalls nicht dargestellte Ventile, verbunden werden kann und der auf seiner anderen Seite jeweils in eine zylindrische, topfartige Aufnahmeöffnung 15 mündet, die auf der dem Kolben 4 zugewandten Seite des jeweiligen Endteils 2 bzw. 3 zu der Zylinderkammer 6 bzw. 7 hin mündet. Die zu der Kolbenstange koaxiale Aufnahmeöffnung 15 ist in beiden Endteilen 2, 3 auf der dem Kolben 4 abgewandten Seite jeweils verschlossen, was bei dem Endteil 2 durch die Kolbenstangendichtung 9 erreicht ist, während die Aufnahmeöffnung 15 in dem anderen Endteil 3 durch ein angeformtes Bodenteil 16 abgeschlossen ist. Jede der beiden Aufnahmeöffnungen 15 enthält ein in eine Ringnut 18 in der Nähe ihrer Mündung eingesetztes, rings um laufendes elastisches Dichtungselement in Gestalt eine O-Rings 20.In the two
Die axiale Tiefe der beiden Aufnahmeöffnungen 15 ist in der Regel gleich und so bemessen, dass sich ohne Verlängerung der Einbaulänge des Arbeitszylinders eine maximale Tiefe 21 ergibt.The axial depth of the two receiving
Die Aufnahmeöffnung 15 in jedem der beiden Endteile 2, 3 bildet jeweils ein Dämpfungselement einer Einrichtung zur Endlagendämpfung des Kolbens 4. Sie wirkt zu diesem Zwecke mit einem zweiten Dämpfungselement zusammen, das an dem Kolben 4 vorgesehen ist und jeweils einen teleskopischen Dämpfungszapfen aufweist, der bei der Annäherung des Kolbens an seine jeweilige Endlage in die jeweilige Aufnahmeöffnung 15 abgedichtet einschiebbar ist, um einen Dämpfungsraum zu begrenzen, der Druckmedium einschließt, das bei der gedrosselten Abströmung aus der Aufnahmeöffnung eine pneumatische Dämpfung der Kolbenbewegung bewirkt.The receiving
Das mit der Aufnahmeöffnung 15 zusammen arbeitende zweite Dämpfungselement weist eine zylindrische Hülse 19 auf, die auf der dem Endteil 2 zugewandten Seite des Kolbens 4 auf der Kolbenstange 8 und auf der dem anderen Endteil 3 zugewandten Kolbenseite auf der zylindrischen Büchse 11 jeweils begrenzt axial längsverschieblich gelagert ist. Die Hülse 19 ist auf ihrer dem jeweiligen Endteil 2, 3 zugewandten Seite bei 22 außen angefast und an ihrem gegenüberliegenden Ende mit einem Ringflansch 23 ausgebildet, der eine dem jeweiligen Endteil 2, 3 zugewandte Anschlagfläche 24 trägt. Dem Ringflansch 23 jeder der beiden Hülsen 19 ist jeweils eine Ringnut 25 in der ihm zugewandten Kolbenstirnseite zugeordnet, die den Ringflansch 24 vollständig aufnehmen kann, wie dies im Einzelnen noch erläutert werden wird.The cooperating with the receiving
Wie insbesondere der Einzelheit "Z" in Figur 3 zu entnehmen, ist jede Hülse 19 im Bereiche ihrer Innenwand mit einer Ringschulter 26 ausgebildet, die mit einer entsprechenden Ringschulter 27 nahe des freien Endes des Rohres 11 auf der einen Kolbenseite und einer Ringschulter 28 an der Kolbenstange 8 auf der anderen Kolbenseite zusammenwirkt. Die Ringschultern 27, 28 sind von der jeweils benachbarten Kolbenstirnseite so weit beabstandet und derart auf die Länge der Hülse 19 abgestimmt, dass bei der in Figur 1 veranschaulichten ersten kolbenfernen Endstellung, bei der die Ringschultern 26, 27 bzw. 26, 28 aneinander anliegen, die beiden Hülsen 19 mit ihrem Ringflansch 23 im gleichen axialen Abstand von der benachbarten Kolbenstirnseite stehen und dass in einer zweiten kolbennahen Endstellung der Flansch 24 jeweils vollständig in der Ringnut 25 aufgenommen ist, wie dies in Figur 6 für die dem Endteil 3 zugeordnete Hülse 19 dargestellt ist.As can be seen in particular the detail "Z" in Figure 3, each
In der in Figur 1 dargestellten ersten Endstellung sind die beiden Hülsen 19 lösbar verrastet. Die zugehörige Rasteinrichtung weist ein in eine Ringnut 29 bzw. 30 der Kolbenstange 8 bzw. der Büchse 11 eingelegtes Rastelement in Form eine O-Rings 31 auf, der mit einer Rastvertiefung 32 auf der Innenwand der Hülse 19 elastisch nachgiebig zusammenwirkt. In der dargestellten ersten Endstellung ragt die dem Endteil 3 benachbarte Hülse 19 über einen großen Teil ihrer Länge über der Büchse 11 axial hinaus, während die andere Hülse 19 über den größten Teil ihrer Länge auf einem Abschnitt größeren Durchmessers der Kolbenstange 8 aufliegt. Anstelle der Verrastung kann alternativ auch eine reibschlüssige Arretierung der Hülsen treten.In the first end position shown in Figure 1, the two
An den beiden Hülsen 19 ist außerdem, bspw. anschließend an die Anfasung 22, eine ringsum laufende Ringwulst 32 ausgebildet, die mit dem jeweiligen O-Ring 20 in dem Endteil 2 bzw. 3 zusammenwirken kann und gemeinsam mit diesem Hemmmittel für die von dem jeweiligen Endteil weggerichtete Axialbewegung der Hülse 19 in der nachstehend geschilderten Weise bildet.At the two
Die beiden Aufnahmeöffnungen 15 in den Endteilen 2, 3 sind jeweils mit einer Einrichtung zur gedrosselten Ableitung von in dem von dem Kolben 4, dem Zylinderrraum bzw. 7 und dem Endteil 2 bzw. 3 umschlossenen Dämpfungsraum eingeschlossenem Druckmedium vorgesehen. Bei der beschriebenen Ausführungsform enthält diese Einrichtung ein Drosselventil 33, das in dem Detail "Y" der Figur 2 in seinen Einzelheiten veranschaulicht ist. Das Drosselventil 33 ist in eine entsprechende Bohrung 34 des jeweiligen Endteils 2 bzw. 3 eingesetzt, die über einen koaxialen Kanal 35 mit der Aufnahmeöffnung 15 und über einen seitlich abgehenden Kanal 36 mit der Zylinderkammer 6 bzw. 7 in Verbindung steht.The two receiving
Das Drosselventil 33 weist einen Ventilkörper 37 auf, der durch eine Ventilfeder 38 elastisch gegen einen Ventilsitz 39 angedrückt ist, wobei sich die Ventilfeder 39 gegen einen in die Bohrung 34 eingeschraubten Stopfen 40 axial abstützt. Der Ventilkörper 37 ist nach Art eines Differentialkolbens ausgebildet. Herrscht in den beiden Kanälen 35, 36 gleicher Mediumsdruck, so kann die Ventilfeder 38 den Ventilkörper 37 auf dem Ventilsitz 39 und damit das Drosselventil geschlossen halten (Fig. 2). Steigt der Druck in dem Dämpfungsraum, und damit in dem Kanal 35, um einen voreingestellten Wert an, wird der Ventilkörper 37 von dem Sitz 39 entsprechend abgehoben. In dem Ventilkörper 37 ist ein Drosselkanal 40 geringen Querschnitts ausgebildet, über den bei geschlossenem Ventil Luft aus dem Dämpfungsraum in den benachbarten drucklosen Zylinderraum 6 bzw. 7 abströmen kann. Der Drosselkanal 40 wirk als Bypasskanal.The
Die Endlagendämpfung des beschriebenen Arbeitszylinders wirkt wie folgt:
- Bei der in Fig. 1 dargestellten mittleren Hubstellung des Kolbens 4 sind die beiden jeweils als längsverschiebbare, Dämpfungselement wirkenden Hülsen 19 in ihrer kolbenfernen Endstellung dargestellt, in der sie durch die beiden als Rastelemente wirkenden O-
Ringe 31 verrastet sind. 26, 27 bzw. 26, 28 liegen aneinander an und definieren die erste kolbenferne Endstellung der Hülsen 19 bezüglich desDie Ringschultern Kolbens 4. - Bei der in Fig. 4 veranschaulichten Hubstellung hat sich
der Kolben 4 durch entsprechende Druckluftbeaufschlagung der Zylinderkammer 6 und Entlüftung der Zylinderkammer 7 gegenüber Fig. 1 soweit nach rechts bewegt, dass dieKolbenstange 8 fast ganz in den Arbeitszylinder eingefahren ist und die rechte Hülse 19 gerade mit dem ein Hemmmittel bildenden O-Ring 20der Aufnahmeöffnung 15 desEndteils 3 in Eingriff kommt. Diese anfängliche Eingriffnahme wird durch dieAnfasung 22der Hülse 19 begünstigt.Die Hülse 19 und die durch dieSchraube 12 verschlossene, über den O-Ring 31 gegen sie abgedichtete Büchse 11 schließen über den O-Ring 20 die Aufnahmeöffnung 15 ab und lassen einen Dämpfungsraum fürden Kolben 4 entstehen. Gleichzeitig wird das freie Abströmen von Druckmedium aus der Zylinderkammer 7über den Anschlusskanal 14 unterbunden. Druckmedium kann nurmehr über die 36, 40, 35 undDämpfungskanäle das einstellbare Dämpfungsdrosselventil 33 aus der Zylinderkammer 7 abströmen.
- In the illustrated in Fig. 1 average stroke position of the
piston 4, the two are each shown as longitudinally displaceable, dampingelement acting sleeves 19 in their piston remote end position in which they are locked by the two acting as locking elements O-rings 31. The 26, 27 and 26, 28 abut each other and define the first piston-distal end position of theannular shoulders sleeves 19 with respect to the piston 4th - In the illustrated in Fig. 4 stroke position, the
piston 4 by appropriate compressed air 1 moved to the right, that thepiston rod 8 is almost completely retracted into the working cylinder and theright sleeve 19 just with the inhibiting means forming O-ring 20 of the receivingopening 15 of theend part 3 in Intervention comes. This initial engagement is favored by thechamfer 22 of thesleeve 19. Thesleeve 19 and sealed by thescrew 12, sealed via the O-ring 31 against it bushing 11 close over the O-ring 20 from the receivingopening 15 and leave a damping chamber for thepiston 4 arise. At the same time the free outflow of pressure medium from thecylinder chamber 7 is suppressed via theconnection channel 14. Pressure medium can only flow out of thecylinder chamber 7 via the damping 36, 40, 35 and the adjustable dampingchannels throttle valve 33.
Bewegen sich der Kolben 4, die Kolbenstange 8 und eine damit verbundene Masse mit einer bestimmten Geschwindigkeit weiter in Richtung Endteil 3, so erfolgt nun wegen des gedrosselten Abströmens des Druckmediums aus der Zylinderkammer 7 eine Druckerhöhung in der Zylinderkammer 7, die der Bewegung entgegenwirkt, d.h. es erfolgt eine Dämpfung der Bewegung des Kolbens 4 bei der Annäherung an seine Endlage.If the
Im weiteren Verlauf der Annäherung an seine Endlage erreicht der Kolben 4 die in Fig. 5 dargestellte Hubstellung in der das längsverschiebbare Dämpfungselement in Form der Hülse 19 vollständig in die Aufnahmeöffnung 15 eingefahren und damit komplett in das Endteil 3 eingetaucht ist. Die Anschlagfläche 24 des Ringflanschs 23 trifft auf die zugeordnete Stirnfläche des Endteils 3, so dass die Hülse 19 formschlüssig arretiert wird. Bei fortgesetzter, nach rechts gerichteter Bewegung des Kolbens 4 wird deshalb die Rastwirkung des als Rastelement wirkenden O-Rings 31 überwunden, so dass der Kolben 4 schließlich die in Fig. 6 dargestellte Endlage erreichen kann, in der der Ringflansch 23 der Hülse 19 in der Ringnut 25 des Kolbens vollständig aufgenommen ist und der Kolben mit seiner Stirnseite auf der Stirnseite des Endteils 3 aufliegt.In the further course of the approach to its end position of the
In dieser Endlage des Kolbens 4 ist die Hülse 19 praktisch über ihre gesamte Länge auf die Büchse 11 und die Schraube 12 aufgeschoben, die axial geringfügig über die Hülse 19 vorsteht, wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist.In this end position of the
Aus einem Vergleich der Figuren 4 und 6 ist die Länge des Dämpfungshubes abzulesen:From a comparison of Figures 4 and 6, the length of the damping stroke is read:
Der Weg des Kolbens 4 von der Hubstellung aus, in der der Dämpfungsraum in der Zylinderkammer 7 gerade ausgebildet wird bis zu der Endlage in Fig. 6, wird als der Dämpfungshub 41 bezeichnet. Wäre, wie dies im Prinzip dem Stand der Technik entspricht, nur ein einheitlicher Dämpfungszapfen mit dem Kolben 4 verbunden, so ergäbe sich als Dämpfungshub nur der in Fig. 4 mit 42 bezeichnete (kleine Weg), der im Wesentlichen durch die von der Anschlagfläche 24 aus gerechnete axiale Länge der Hülse 19 bestimmt ist. Da die Hülse 19 auf der Büchse 11 längsverschieblich gelagert ist, ergibt sich eine Teleskopwirkung, durch die der Dämpfungshub 41 im Vergleich zu dem erwähnten Dämpfungshub 42 auf fast das Doppelte vergrößert wird. Ohne Teleskopierung wäre bei gleicher axialer Länge des Arbeitszylinders nur ein Dämpfungshub 42 möglich. Wie bereits Eingangs erwähnt, ist insbesondere bei großen Massen eine längere Dämpfungsstrecke sinnvoll, weil sie u.a. zu einem besseren stoßfreien Abbau der kinetischen Energie beiträgt.The path of the
Wenn die Kolbenstange 8, ausgehend von der Endlage nach Fig. 6, nach links gerichtet wieder ausfährt, wird die Hülse 19 zunächst aus der Aufnahmeöffnung 15 herausgezogen, weil sie über den O-Ring 31 reibschlüssig mit der Büchse 11 und damit mit dem Kolben 4 gekoppelt ist. Im Verlauf dieser Ausfahrbewegung läuft aber die Wulst 32 gegen den ein Hemmmittel bildenden O-Ring 20 an, der die bereits überwiegend aus der Aufnahmeöffnung 15 herausgezogene Hülse 19 daran hindert, die Aufnahmeöffnung 15 vollständig zu verlassen (Fig. 7). Bei der weiteren Ausfahrbewegung des Kolbens 4 wird deshalb die Büchse 11 aus der festgehaltenen Hülse 15 herausgezogen, bis die Ringschultern 26, 27 aneinander anliegen und damit, bei fortgesetzter Ausfahrbewegung, die von dem O-Ring 20 und dem Wulst 32 gebildete Verrastung überwunden wird. Damit ist sichergestellt, dass die das verschiebliche Dämpfungselement bildende Hülse 19 wieder in ihre erste kolbenferne Endstellung zurückgebracht wird, so dass sie bei der nächst folgenden Einfahrbewegung wieder in der korrekten Ausgangsposition nach Fig. 1 steht und damit die volle Dämpfungslänge 41 zur Verfügung steht.When the
Die Endlagendämpfung wurde im Vorstehenden im Zusammenhang mit der Annäherung des Kolbens 4 an das der Kolbenstange 8 abgewandte Endstück 3 beschrieben. Die Verhältnisse bei der Annäherung des Kolbens an das andere Endteil 2 sind gleich, so dass sich eine nochmalige Erörterung erübrigt.The cushioning has been described above in connection with the approach of the
Die Erfindung wurde im Vorstehenden anhand der eines doppelwirkenden Pneumatikzylinders beschrieben, der mit einer Kolbenstange 8 arbeitet. Sie ist grundsätzlich auch auf kolbenstangenlose Arbeitszylinder anwendbar, wie dies anhand der Fig. 8 beispielhaft veranschaulicht ist.The invention has been described above with reference to a double-acting pneumatic cylinder which operates with a
Kolbenstangenlose Arbeitszylinder sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Beispiele dafür sind in der
Von dem Arbeitszylinder sind nur für die Erfindung wesentliche Teile erläutert und bezeichnet. Wegen der Einzelheiten kann auf die vorgenannten Druckschriften Bezug genommen werden. Der rohrförmige Zylinderkörper 51 ist endseitig durch zwei Endteile 52, 53 verschlossen und umschließt einen Zylinderraum, in dem ein Kolben 54 längsverschieblich geführt ist. Der Zylinderkörper 51 ist mit einem Längsschlitz versehen, durch den ein mit dem Kolben 54 verbundener Steg nach außen zu einem Kraftübertragungselement 55 führt. Der Längsschlitz ist durch ein elastisches Dichtband 56 verschlossen, das zweiteilig ist und das die Zylinder- oder Druckkammer 57, 58 beidseitig des Kolbens 54 nach außen zu abdichtet. Jedes der beiden Endteile 52 trägt einen in den jeweiligen Zylinderraum 57 bzw. 58 vorragendes rohrförmiges Lagerteil 59, das koaxial zu dem Kolben 54 ausgerichtet ist. Auf jedem Lagerteil 59 ist eine Hülse 19 entsprechend den Figuren 1 bis 7 längsverschieblich gelagert, der eine koaxiale zylindrische Aufnahmeöffnung 15 in der gegenüberliegenden Stirnseite des Kolbens 54 zugeordnet ist. Die Hülse 19 ist wie insbesondere in Figur 3 dargestellt, gestaltet und gelagert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.From the working cylinder essential parts are explained and designated only for the invention. For the details, reference may be made to the aforementioned references. The
Ähnliches gilt für die Ausbildung der Aufnahmeöffnung 15, die sich in Form einer Sackbohrung axial in den Kolben 54 hinein erstreckt. In den Endteilen 52, 53 münden die rohrfömrigen Lagerteile 59 jeweils in einen Kanal 60, der zu einem Drosselventil 33, ähnlich wie in Figur 2, führt. Aufbau und Wirkung dieses Ventils sind, wie in bereits anhand von Figur 2 erläutert, so dass sich auch hier eine nochmalige Erklärung erübrigt.The same applies to the formation of the receiving
Figur 8 zeigt den kolbenstangenlosen Arbeitszylinder in einer Hubstellung, bei der die ein Dämpfungselement bildende linke Hülse 19 in der ausgefahrenen Endstellung, d.h. von dem Endteil 52 entfernt dargestellt ist. Auch hier hält eine Rastierung oder ggfs. einfach ein Reibschluss zwischen dem Lagerteil 59 und der verschiebbaren Hülse 19 das von dieser gebildete, verschiebbare Dämpfungselement in der ausgefahrenen Lage. Bei einer Bewegung des Kolbens in Richtung auf die linke Endlage zu wird die Hülse 19 zuerst in die Aufnahmeöffnung 15 eingeschoben, worauf die Hülse selbst auf dem Lagerteil 59 bis zur Anlage an dem Endteil 52 teleskopartig weitergeschoben wird. Eine Rastierung oder ein einfacher Reibschluss zwischen der Hülse 19 und dem Hemmmittel bildenden O-Ring 20 sorgt dafür, dass die das verschiebbare Dämpfungselement bildende Hülse 19 bei einer Kolbenbewegung weg von dem Endteil 52 in die in Figur 8 dargestellt ausgefahrene Endstellung zurück gebracht wird.Figure 8 shows the rodless cylinder in a stroke position in which the damping element forming a
Die Erfindung wurde im Vorstehenden im Zusammenhang mit einem Drosselventil 33 erläutert, das die Drosselung des aus der jeweiligen Zylinderkammer abströmenden Druckmediums bei der Annäherung des Kolbens an ein Endteil bewirkt und damit die Dämpfung reguliert. Insbesondere bei Pneumatikzylindern mit längerem Dämpfungsweg, kann es zweckmäßig sein, anstelle eines solchen Drosselventils ein Druckbegrenzungsventil vorzusehen, wie dies bspw. aus der
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