EP1845269A1 - Pneumatic cylinder with end of stroke cushioning means and dampening sleeve - Google Patents

Pneumatic cylinder with end of stroke cushioning means and dampening sleeve Download PDF

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EP1845269A1
EP1845269A1 EP07005782A EP07005782A EP1845269A1 EP 1845269 A1 EP1845269 A1 EP 1845269A1 EP 07005782 A EP07005782 A EP 07005782A EP 07005782 A EP07005782 A EP 07005782A EP 1845269 A1 EP1845269 A1 EP 1845269A1
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cross
pneumatic cylinder
sectional area
notch
cylinder according
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Johann Weiss
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Johann Weiss Machinenbau Firma
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • 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
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic cylinder with cushioning with a housing in which at least one push rod element is mounted linearly movable, wherein the push rod element is associated with at least one damper sleeve, which engages in the end positions in end bearing elements and for cushioning and venting the damper sleeve or its storage at least one Notch has, which is provided in a lateral surface approximately axially to the damper sleeve or in the storage thereof.
  • pneumatic cylinders are known in many forms and designs on the market and in use. They are essentially used to move any Objects and are widely used in handling today.
  • a pull-rod element is movable in the manner of a piston, the push-rod element being mounted reciprocably on end-side bearing elements. Since nowadays ever higher demands are placed on such pneumatic cylinders, since they are equipped with higher speeds and higher loads or masses, conventional pneumatic cylinders can only be operated at limited speeds and loads.
  • the present invention has for its object to provide a pneumatic cylinder of the type mentioned, with which the disadvantages mentioned above are eliminated and with which much better speeds and / or loads or masses can be accelerated with a pneumatic cylinder in improving a cushioning.
  • the notch in dependence on the mass to be braked and / or acceleration and the required braking distance has cross-sectionally different cross-sectional areas.
  • the cross-section in terms of width and depth of the notch increases in the second cross-sectional area in relation to the first cross-sectional area, so that the pressure can be abruptly and rapidly reduced ,
  • the notch In the third subsequent cross-sectional area of the cross-section of the notch is held relatively large by width and / or depth, so that under approximately constant pressure further deceleration takes place and so far Return vibration, springback etc. can be compensated thereby.
  • the notch In the last and fourth cross-sectional area, the notch is tapered in a cross-section tapering to nearly 0 in order to enable a complete and strongly damping braking down to the speed 0.
  • a pneumatic cylinder R has a housing 1, which is designed like a cylinder in the interior. On the end of the housing 1 each include bearing elements 2.1, 2.2, on the one hand an internal push rod element 3 for reciprocating any loads or masses pressurize and control accordingly.
  • the bearing elements 2.1, 2.2 have corresponding openings 4.1, 4.2, which form the connection of pneumatic lines not shown here for supplying air or gas into the housing interior of the housing 1.
  • the push rod element 3 can be moved in the direction of the bearing element 2.2. If, however, air or gas is introduced via the opening 4.2 in the housing 1, the push rod element 3 can move back.
  • damper sleeves 5 For end cushioning od in the bearing elements 2.1, 2.2 od.
  • the push rod member 3 associated damper sleeves 5, as they are, for example.
  • the two damper sleeves 5 at least one sealing element 6 is provided, which extends like a piston within the cylindrical housing 1 and the push rod element 3 on the one hand superimposed and on the other hand seals.
  • the diameter of the damper sleeve 5 is slightly larger than that of the push rod 7 of the push rod element 3 is formed.
  • the damper sleeves 5 engage in the corresponding bearing elements 2.1, 2.2, in particular sealed in their bearings 13, wherein the opening 4.1 or 4.2 is closed. Conventionally, via a throttle, a throttle valve od. Like. The compressed air for damping a pushing movement of the push rod element 3 in an end position continuously and slowly dissipated.
  • the damper sleeve 5 or its storage 13 has at least one notch 8 in the lateral surfaces 9.
  • the notch 8 is provided in an axial direction preferably parallel to the push rod 7 in a longitudinal direction of the damper sleeve 5 in a lateral surface 9. It has proved to be particularly advantageous in the present invention that the notch 8, starting from an end face 11 of the damper sleeve 5 or the bearing 13 in a first cross-sectional area I has an approximately constant cross-section, of small size.
  • the damper sleeve 5 engages in the corresponding bearing 13 first, wherein by reducing the cross section of the volume of the notch 8 over a certain selectable length L a braking distance S of the push rod 7 in response to the braked load and / or mass is variable and adjustable.
  • a cross-sectional area II which widens outwards in width B and / or depth T adjoins, which serves for a sudden venting and pressure reduction, as indicated in FIGS. 3 a and 3 c.
  • cross-sectional area III of approximately constant cross-section, which serves a strong venting and simultaneously hold the pressure, thereby regulating and preventing recoils or recoil vibrations of the piston rod or the braked mass, especially for larger masses ,
  • a cross-sectionally larger volume of the notch 8 can be set here by, for example, a greater width B and / or a greater depth T of the notch 8 in the lateral surface 9.
  • Cross-sectional area IV which in width and / or Depth T to an end face 12 of the damper sleeve 5 or bearing 13 down continuously tapers, so that a volume is reduced in cross-section over the axial length of the damper sleeve 5 and the bearing 13 towards continuously expiring.
  • the notch 8 may be formed in the form of a cross-section semicircular, but also parabolic, triangular, rectangular or polygonal.
  • the invention is not limited thereto.
  • a pneumatic cylinder R is provided, in which via appropriate special design and interpretation of the notch 8 in the damper sleeve 5 and / or in the storage 13, a controllable and controllable damping and braking behavior in response to different selectable loads, masses and speeds he follows.
  • customization and customization of each pneumatic cylinder R can take place, in which depending on the mass, for example, a length L of the first cross-sectional area is designed to decelerate different lengths, depending on the mass and / or speed then the following cross-sectional areas II, III and / or IV in terms of their property, cross-sectional change to the respective masses and / or speeds are adaptable. This should also be within the scope of the present invention.

Abstract

The cylinder has a housing in which a connecting rod unit (3) is supported in a linearly movable manner. A damper sleeve (5) attached to the connecting rod unit engages in front-side bearing units in end positions. A groove (8) of the damper sleeve is provided in a casing surface (9) axial to the damper sleeve, where the groove has different large cross-section areas based on higher speeds, loads, inertia and/or acceleration to be braked and necessary braking distance.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pneumatikzylinder mit Endlagendämpfung mit einem Gehäuse in welchem zumindest ein Schubstangenelement linear bewegbar gelagert ist, wobei dem Schubstangenelement zumindest eine Dämpferhülse zugeordnet ist, welche in den Endlagen in stirnseitige Lagerelemente eingreift und zur Endlagendämpfung und Entlüftung die Dämpferhülse oder deren Lagerung zumindest eine Einkerbung aufweist, welche in einer Mantelfläche in etwa axial zu der Dämpferhülse oder in deren Lagerung vorgesehen ist.The present invention relates to a pneumatic cylinder with cushioning with a housing in which at least one push rod element is mounted linearly movable, wherein the push rod element is associated with at least one damper sleeve, which engages in the end positions in end bearing elements and for cushioning and venting the damper sleeve or its storage at least one Notch has, which is provided in a lateral surface approximately axially to the damper sleeve or in the storage thereof.

Derartige Pneumatikzylinder sind in vielfältiger Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und gebräuchlich. Sie dienen im wesentlichen zum Bewegen von beliebigen Gegenständen und werden in der Handhabungstechnik heute häufig eingesetzt.Such pneumatic cylinders are known in many forms and designs on the market and in use. They are essentially used to move any Objects and are widely used in handling today.

Innerhalb des Gehäuses ist ein Zugstangenelement kolbenartig verfahrbar, wobei über endseitige Lagerelemente das Schubstangenelement hin- und herbewegbar gelagert ist. Da heutzutage immer höher Anforderungen an derartige Pneumatikzylinder gestellt werden, da sie mit höheren Geschwindigkeiten und höheren Lasten bzw. Massen bestückt werden sind herkömmliche Pneumatikzylinder nur mit beschränkten Geschwindigkeiten und Lasten zu betreiben.Within the housing, a pull-rod element is movable in the manner of a piston, the push-rod element being mounted reciprocably on end-side bearing elements. Since nowadays ever higher demands are placed on such pneumatic cylinders, since they are equipped with higher speeds and higher loads or masses, conventional pneumatic cylinders can only be operated at limited speeds and loads.

Nachteilig dabei ist, dass häufig mit herkömmlichen Pneumatikzylindern begrenzte Geschwindigkeiten und begrenzten Massen hin- und her beschleunigt werden können und somit häufig der Pneumatikzylinder, eingebunden in eine Fertigung die Taktgeschwindigkeit bestimmt, was unerwünscht ist.The disadvantage here is that often with conventional pneumatic cylinders limited speeds and limited masses can be accelerated back and forth and thus often the pneumatic cylinder, integrated into a production determines the clock speed, which is undesirable.

Zudem müssen herkömmliche Endlagendämpfungen, wie bspw. herkömmliche Drosseln permanent und langwierig im Dauerbetrieb der Pneumatikzylinder kostenintensiv nachjustiert und gereinigt werden. Insbesondere kann lediglich ein Fachpersonal eine entsprechende Nachjustierung der Endlagen von Pneumatikzylindern vornehmen. In Fertigungsprozessen ist dies unerwünscht.In addition, conventional Endlagendämpfungen, such as, for example, conventional throttles must be permanently and lengthy readjusted and cleaned costly in continuous operation of the pneumatic cylinder. In particular, only a specialist can make a corresponding readjustment of the end positions of pneumatic cylinders. In manufacturing processes, this is undesirable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Pneumatikzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die eingangs genannten Nachteile beseitigt werden und mit welchem bei Verbesserung einer Endlagendämpfung wesentlich höhere Geschwindigkeiten und/oder Lasten bzw. Massen mit einem Pneumatikzylinder beschleunigt werden können. Zudem soll eine perfekte Endlagendämpfung beim Abbremsen der Massen ohne Anschlagen durchgeführt werden. Hierbei soll im wesentlichen bereits während des Bremsprozesses und der negativen Beschleunigung Zeit eingespart werden, so dass insgesamt eine Taktzeit des Pneumatikzylinders im Betrieb erhöht werden kann.The present invention has for its object to provide a pneumatic cylinder of the type mentioned, with which the disadvantages mentioned above are eliminated and with which much better speeds and / or loads or masses can be accelerated with a pneumatic cylinder in improving a cushioning. In addition, a perfect cushioning when braking the masses without striking be performed. In this case, time should be saved substantially already during the braking process and the negative acceleration, so that overall a cycle time of the pneumatic cylinder can be increased during operation.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Einkerbung in Abhängigkeit der abzubremsenden Masse und/oder Beschleunigung sowie des erforderlichen Bremsweges querschnittlich unterschiedlich grosse Querschnittsbereiche aufweist.To achieve this object, that the notch in dependence on the mass to be braked and / or acceleration and the required braking distance has cross-sectionally different cross-sectional areas.

Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, über unterschiedliche Querschnittsbereiche und über unterschiedliche Volumina bzw. Querschnittsflächen von Einkerbungen unterschiedlichen Einfluss zu nehmen auf Abbremsverhalten beim Eintritt der Dämpferhülse in deren Lagerung. Dabei hat sich als vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, in einem ersten Querschnittsbereich eine Einkerbung von einem sehr geringen Querschnitt zu wählen, um eine hohe Bremswirkung beim Eintreten der Dämpferhülse in die Lagerung zu erzeugen. Dabei wird ein sehr hoher Druck innerhalb der Lagerung aufgebaut, was zu einer sehr hohen negativen Beschleunigung führt. Damit der sehr hohe Druck, sehr schnell nach einem hohen Abbremsen abgebaut wird, erweitert sich im Anschluss im zweiten Querschnittsbereich der Querschnitt hinsichtlich Breite und oder Tiefe der Einkerbung im Verhältnis zum ersten Querschnittsbereich s.ehr, so dass der Druck schlagartig und schnell abgebaut werden kann.In the present invention, it has proven to be particularly advantageous to have different influence over different cross-sectional areas and over different volumes or cross-sectional areas of notches on the braking behavior when the damper sleeve enters its bearing. It has proved to be advantageous in the present invention to select a notch of a very small cross-section in a first cross-sectional area in order to produce a high braking effect when entering the damper sleeve in the storage. In this case, a very high pressure is built up within the storage, which leads to a very high negative acceleration. In order to reduce the very high pressure, very quickly after a high deceleration, the cross-section in terms of width and depth of the notch increases in the second cross-sectional area in relation to the first cross-sectional area, so that the pressure can be abruptly and rapidly reduced ,

Im dritten daran anschliessenden Querschnittsbereich ist der Querschnitt der Einkerbung verhältnismässig gross durch Breite und/oder Tiefe gehalten, so dass unter etwa konstantem Druck ein weiteres Abbremsen erfolgt und soweit Rückschlagschwingungen, Rückfederungen etc. hierdurch ausgeglichen werden können. Im letzen und vierten Querschnittsbereich wird die Einkerbung querschnittlich auslaufend bis auf nahezu 0 verjüngt, um ein vollständiges und stark dämpfendes Abbremsen bis auf die Geschwindigkeit 0 zu ermöglichen.In the third subsequent cross-sectional area of the cross-section of the notch is held relatively large by width and / or depth, so that under approximately constant pressure further deceleration takes place and so far Return vibration, springback etc. can be compensated thereby. In the last and fourth cross-sectional area, the notch is tapered in a cross-section tapering to nearly 0 in order to enable a complete and strongly damping braking down to the speed 0.

Durch die unterschiedliche Wahl von Länge des ersten Querschnittsbereiches sowie durch die entsprechende Wahl der Grösse des Querschnittes in den Querschnittsbereichen II und III lässt sich Einschluss nehmen auf eine entsprechende Geschwindigkeit und/oder Masse die abgebremst werden soll. Hierdurch lässt sich eine Optimierung der Masse und/oder Geschwindigkeitsbezogen durchführen, so dass ein kundenspezifischer Pneumatikzylinder geschaffen ist, welche für beliebige Lasten und/oder Geschwindigkeiten durch die entsprechende Wahl der Einkerbungen modifiziert wird. Hierdurch wird für jede bestimmte Last für unterschiedliche Beschleunigungen eine entsprechende Einkerbung kundenspezifisch in der Dämpferhülse und/oder in deren Lagerung vorgesehen, um kundenspezifisch einen optimierten Pneumatikzylinder zu schaffen.Due to the different choice of length of the first cross-sectional area and by the appropriate choice of the size of the cross section in the cross-sectional areas II and III can be included inclusion on a corresponding speed and / or mass to be braked. As a result, an optimization of the mass and / or speed related perform, so that a custom pneumatic cylinder is created, which is modified for any loads and / or speeds by the appropriate choice of notches. As a result, for each particular load for different accelerations, a corresponding indentation is custom designed in the damper sleeve and / or in its mounting to create a customized pneumatic cylinder optimized for the customer.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

  • Figur 1 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf einen Pneumatikzylinder mit eingesetztem Schubstangenelement;
  • Figur 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein Schubstangenelement mit zwei Dämpferhülsen sowie einen Teillängsschnitt durch ein Lagerelement mit Lagerung zur Aufnahme der Dämpferhülse;
  • Figur 3a einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Dämpferhülse;
  • Figur 3b eine schematisch dargestellte Seitenansicht auf die Dämpferhülse gemäss Figur 3a;
  • Figur 3c eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine Dämpferhülse gemäss den Figuren 3a und 3b.
Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing; this shows in
  • Figure 1 is a schematic plan view of a pneumatic cylinder with inserted push rod element;
  • Figure 2 is a schematic plan view of a push rod element with two damper sleeves and a partial longitudinal section through a bearing element with storage for receiving the damper sleeve;
  • Figure 3a shows a longitudinal section schematically represented by an inventive damper sleeve;
  • FIG. 3b shows a diagrammatically illustrated side view of the damper sleeve according to FIG. 3a;
  • FIG. 3c shows a schematically illustrated plan view of a damper sleeve according to FIGS. 3a and 3b.

Gemäss Figur 1 weist ein Pneumatikzylinder R ein Gehäuse 1 auf, welches im Inneren zylinderartig ausgebildet ist. Endseits an das Gehäuse 1 schliessen jeweils Lagerelemente 2.1, 2.2 an, die einerseits ein innen liegendes Schubstangenelement 3 zum Hin- und Herbewegen beliebiger Lasten bzw. Massen mit Druck beaufschlagen und entsprechend steuern.According to FIG. 1, a pneumatic cylinder R has a housing 1, which is designed like a cylinder in the interior. On the end of the housing 1 each include bearing elements 2.1, 2.2, on the one hand an internal push rod element 3 for reciprocating any loads or masses pressurize and control accordingly.

Die Lagerelemente 2.1, 2.2 weisen entsprechende Öffnungen 4.1, 4.2 auf, die dem Anschliessen von hier nicht näher dargestellten Pneumatikleitungen zum Zuführen von Luft oder Gas in das Gehäuseinnere des Gehäuses 1 bilden.The bearing elements 2.1, 2.2 have corresponding openings 4.1, 4.2, which form the connection of pneumatic lines not shown here for supplying air or gas into the housing interior of the housing 1.

Wird Luft, Druckluft oder komprimiertes Gas durch die Öffnung 4.1 über das Lagerelement 2.1 in das Gehäuse 1 eingeleitet, so lässt sich das Schubstangenelement 3 in Richtung des Lagerelementes 2.2 bewegen. Wird dagegen Luft oder Gas über die Öffnung 4.2 in das Gehäuse 1 eingeleitet, lässt sich das Schubstangenelement 3 zurückbewegen.If air, compressed air or compressed gas is introduced through the opening 4.1 via the bearing element 2.1 into the housing 1, the push rod element 3 can be moved in the direction of the bearing element 2.2. If, however, air or gas is introduced via the opening 4.2 in the housing 1, the push rod element 3 can move back.

Zur Endlagendämpfung sind in den Lagerelementen 2.1, 2.2 Dichtelemente od. dgl. vorgesehen, in welche entsprechende, dem Schubstangenelement 3 zugeordnete Dämpferhülsen 5, wie sie bspw. in Figur 2 aufgezeigt sind, eingreifen. Zwischen den beiden Dämpferhülsen 5 ist zumindest ein Dichtelement 6 Vorgesehen, welches kolbenartig innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 verläuft und das Schubstangenelement 3 einerseits lagert und andererseits abdichtet.For end cushioning od in the bearing elements 2.1, 2.2 od. Like. Provided, in which corresponding, the push rod member 3 associated damper sleeves 5, as they are, for example. In Figure 2 shown, intervene. Between the two damper sleeves 5, at least one sealing element 6 is provided, which extends like a piston within the cylindrical housing 1 and the push rod element 3 on the one hand superimposed and on the other hand seals.

Bevorzugt sind die Durchmesser der Dämpferhülse 5 etwas grösser als die der Schubstange 7 des Schubstangenelementes 3 ausgebildet.Preferably, the diameter of the damper sleeve 5 is slightly larger than that of the push rod 7 of the push rod element 3 is formed.

Die Dämpferhülsen 5 greifen in die entsprechenden Lagerelemente 2.1, 2.2, insbesondere in deren Lagerungen 13 abgedichtet ein, wobei die Öffnung 4.1 oder 4.2 verschlossen wird. Herkömmlich wird über eine Drossel, ein Drosselventil od. dgl. die komprimierte Luft zur Dämpfung einer Schubbewegung des Schubstangenelementes 3 in einer Endlage kontinuierlich und langsam abgeführt.The damper sleeves 5 engage in the corresponding bearing elements 2.1, 2.2, in particular sealed in their bearings 13, wherein the opening 4.1 or 4.2 is closed. Conventionally, via a throttle, a throttle valve od. Like. The compressed air for damping a pushing movement of the push rod element 3 in an end position continuously and slowly dissipated.

Bei der vorliegenden Erfindung hingegen kann auf entsprechende Drosselelemente verzichtet werden, in dem erfindungsgemäss der Dämpferhülse 5 oder deren Lagerung 13 zumindest eine Einkerbung 8 in deren Mantelflächen 9 aufweist.In the present invention, however, can be dispensed with corresponding throttle elements, in accordance with the invention, the damper sleeve 5 or its storage 13 has at least one notch 8 in the lateral surfaces 9.

Gemäss Figur 2 ist die Einkerbung 8 in Axialrichtung bevorzugt parallel zur Schubstange 7 in einer Längsrichtung der Dämpferhülse 5 aussen in einer Mantelfläche 9 vorgesehen. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft bei der vorliegenden Erfindung erwiesen, dass die Einkerbung 8, ausgehend von einer Stirnseite 11 der Dämpferhülse 5 oder deren Lagerung 13 in einem ersten Querschnittsbereich I einen etwa konstanten Querschnitt, von geringer Grösse aufweist.According to FIG. 2, the notch 8 is provided in an axial direction preferably parallel to the push rod 7 in a longitudinal direction of the damper sleeve 5 in a lateral surface 9. It has proved to be particularly advantageous in the present invention that the notch 8, starting from an end face 11 of the damper sleeve 5 or the bearing 13 in a first cross-sectional area I has an approximately constant cross-section, of small size.

Bevorzugt ist über die axiale Länge L der Einkerbung 8 im Querschnittsbereich I, der im wesentlichen sehr klein ausgebildet ist, hinsichtlich seiner Breite B und Tiefe T, wie es auch näher in den Figuren 3a und 3c angedeutet ist, homogen.Preferably, over the axial length L of the notch 8 in the cross-sectional area I, which is formed substantially very small, with respect to its width B and depth T, as it is also closer in Figures 3a and 3c, homogeneous.

In diesem erstem Querschnittsbereich I greift die Dämpferhülse 5 in die entsprechende Lagerung 13 zuerst ein, wobei durch die Verminderung des Querschnittes des Volumens der Einkerbung 8 über eine bestimmte wählbare Länge L ein Bremsweg S der Schubstange 7 in Abhängigkeit von der abzubremsenden Last und/oder Masse variabel und einstellbar ist.In this first cross-sectional area I, the damper sleeve 5 engages in the corresponding bearing 13 first, wherein by reducing the cross section of the volume of the notch 8 over a certain selectable length L a braking distance S of the push rod 7 in response to the braked load and / or mass is variable and adjustable.

Durch die Länge und durch die Wahl eines möglichst geringen Querschnittes, vorzugsweise homogen über die Länge L ausgehend von der Stirnseite 11 lässt sich Einfluss nehmen auf unterschiedliche Geschwindigkeiten und/oder Lasten bzw. Massen, die in wählbaren Zeiten und über einen bestimmten Bremsweg abzubremsen sind.By the length and by the selection of the smallest possible cross-section, preferably homogeneously over the length L starting from the end face 11, it is possible to influence different speeds and / or loads or masses that are to be braked in selectable times and over a certain braking distance.

Beim Eingreifen der Dämpferhülse 5 in die Lagerung 13 wird durch den geringen Querschnitt der Einkerbung 8 im Querschnittsbereich I lediglich eine geringe Entlüftung zugelassen und äusserst hoher Druck in der Lagerung 13 selbst aufgebaut.Upon engagement of the damper sleeve 5 in the bearing 13 is due to the small cross-section of the notch 8 in the cross-sectional area I only a small vent admitted and extremely high pressure in the storage 13 self-constructed.

In diesem Bereich erfolgt ein sehr starkes und sehr schnelles Abbremsen der Schubstange 7 bzw. der Masse.In this area, there is a very strong and very fast deceleration of the push rod 7 and the mass.

Im Anschluss an den Querschnittsbereich I schliesst sich ein sich nach aussen in Breite B und/oder Tiefe T erweitender Querschnittsbereich II an, der einem schlagartigen Entlüften und Druckabbau dient, wie es in den Figuren 3a und 3c angedeutet ist.Subsequent to the cross-sectional area I, a cross-sectional area II which widens outwards in width B and / or depth T adjoins, which serves for a sudden venting and pressure reduction, as indicated in FIGS. 3 a and 3 c.

Im Anschluss an den Querschnittsbereich II folgt ein Querschnittsbereich III von etwa konstantem Querschnitt, der einem starken Entlüften und gleichzeitigem konstant halten des Druckes dient, wobei hierdurch eine Ausregelung und Verhinderung von Rückstössen oder Rückschlagschwingungen der Kolbenstange bzw. der abzubremsenden Masse, insbesondere bei grösseren Massen erfolgt.Subsequent to the cross-sectional area II follows a cross-sectional area III of approximately constant cross-section, which serves a strong venting and simultaneously hold the pressure, thereby regulating and preventing recoils or recoil vibrations of the piston rod or the braked mass, especially for larger masses ,

Müssen sehr grosse Massen abgebremst werden, so kann hier im Querschnittsbereich III ein querschnittlich grösseres Volumen der Einkerbung 8 eingestellt werden durch bspw. eine grössere Breite B und/oder grössere Tiefe T der Einkerbung 8 in der Mantelfläche 9.If very large masses have to be decelerated, then a cross-sectionally larger volume of the notch 8 can be set here by, for example, a greater width B and / or a greater depth T of the notch 8 in the lateral surface 9.

Auf diese Weise lässt sich durch die Einflussnahme des Querschnittes und somit des volumens in der Einkerbung 8 im Querschnittsbereich 9 Einfluss nehmen auf die abzubremsenden Massen, so dass keine Rückschlagschwingungen oder Rückfederungen erfolgen.In this way can be influenced by the influence of the cross section and thus the volume in the notch 8 in the cross-sectional area 9 on the braked masses, so that no recoil vibrations or spring back.

Im Anschluss an den Querschnittsbereich III schliesst der. Querschnittsbereich IV an, der sich in Breite und/oder Tiefe T zu einer endseitigen Stirnseite 12 der Dämpferhülse 5 oder Lagerung 13 hin sich kontinuierlich verjüngt, so dass sich ein Volumen querschnittlich über die axiale Länge der Dämpferhülse 5 bzw. der Lagerung 13 hin kontinuierlich auslaufend verringert.Subsequent to the cross-sectional area III closes the. Cross-sectional area IV, which in width and / or Depth T to an end face 12 of the damper sleeve 5 or bearing 13 down continuously tapers, so that a volume is reduced in cross-section over the axial length of the damper sleeve 5 and the bearing 13 towards continuously expiring.

In diesem Querschnittsbereich IV nimmt das Volumen über die Länge betrachtet kontinuierlich bis auf 0 ab, so dass in diesem Querschnittsbereich IV ein Eingreifen in die Lagerung 13 das Schubstangenelement 3 bzw. die Schubstange 7 und deren Masse dämpfend bis auf 0 abgebremst wird, ohne dass die Dämpferhülse 5 an die Lagerung 13 hart anschlägt.In this cross-sectional area IV, the volume decreases continuously over the length considered to 0, so that in this cross-sectional area IV intervention in the storage 13, the push rod element 3 and the push rod 7 and its mass is braked to 0, without the Damper sleeve 5 abuts the bearing 13 hard.

Im Querschnittsbereich IV erfolgt im wesentlichen eine Verjüngung des querschnittlichen Volumens der Einkerbung 8 über die Länge, bis auf nahezu 0, nahe im Bereich der endseitigen Stirnseite 12 der Dämpferhülse 5 bzw. der Lagerung 13.In the cross-sectional area IV, there is essentially a tapering of the cross-sectional volume of the notch 8 over the length, to almost 0, close to the end-side end face 12 of the damper sleeve 5 or the bearing 13.

Dabei kann, wie es in Figur 3b aufgezeigt ist, die Einkerbung 8 querschnittlich halbkreisartig, aber auch parabolartig, dreieckartig, rechteckartig oder mehreckartig ausgebildet sein. Hierauf sei die Erfindung nicht beschränkt.In this case, as shown in Figure 3b, the notch 8 may be formed in the form of a cross-section semicircular, but also parabolic, triangular, rectangular or polygonal. The invention is not limited thereto.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Pneumatikzylinder R geschaffen, bei welchem über entsprechende spezielle Ausführung und Auslegung der Einkerbung 8 in der Dämpferhülse 5 und/oder in deren Lagerung 13 ein regelbares und steuerbares Dämpfungs- sowie Abbremsverhalten in Abhängigkeit von unterschiedlichen wählbaren Lasten, Massen und Geschwindigkeiten erfolgt. Auf diese weise kann kundenspezifisch und individuell eine Anpassung jedes Pneumatikzylinders R erfolgen, in dem in Abhängigkeit der Masse bspw. eine Länge L des ersten Querschnittsbereiches zum Abbremsen unterschiedlich lang ausgelegt wird, wobei in Abhängigkeit der Masse und/oder Geschwindigkeit dann auch die folgenden Querschnittsbereiche II, III und/oder IV hinsichtlich ihrer Eigenschaft, Querschnittsveränderung auf die jeweiligen Massen und/oder Geschwindigkeiten anpassbar sind. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.In the present invention, a pneumatic cylinder R is provided, in which via appropriate special design and interpretation of the notch 8 in the damper sleeve 5 and / or in the storage 13, a controllable and controllable damping and braking behavior in response to different selectable loads, masses and speeds he follows. In this way, customization and customization of each pneumatic cylinder R can take place, in which depending on the mass, for example, a length L of the first cross-sectional area is designed to decelerate different lengths, depending on the mass and / or speed then the following cross-sectional areas II, III and / or IV in terms of their property, cross-sectional change to the respective masses and / or speeds are adaptable. This should also be within the scope of the present invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11 Gehäusecasing 3434 6767 22 Lagerelementbearing element 3535 6868 33 SchubstangenelementPush rod element 3636 6969 44 Öffnungopening 3737 7070 55 Dämpferhülsedamper sleeve 3838 7171 66 Dichtelementsealing element 3939 7272 77 Schubstangepushrod 4040 7373 88th Einkerbungnotch 4141 7474 99 Mantelflächelateral surface 4242 7575 1010 Phasephase 4343 7676 1111 Stirnseitefront 4444 7777 1212 Stirnseitefront 4545 7878 1313 Lagerungstorage 4646 7979 1414 4747 1515 4848 1616 4949 1717 5050 1818 5151 RR Pneumatikzylinderpneumatic cylinder 1919 5252 2020 5353 XX DoppelpfeilrichtungDouble arrow 2121 5454 BB Breitewidth 2222 5555 2323 5656 LL Längelength 2424 5757 2525 5858 TT Tiefedepth 2626 5959 I-IVI-IV QuerschnittsbereichCross-sectional area 2727 6060 2828 6161 2929 6262 3030 6363 3131 ., 6464 3232 6565 3333 6666

Claims (17)

Pneumatikzylinder mit Endlagendämpfung mit einem Gehäuse (1) in welchem zumindest ein Schubstangenelement (3) linear bewegbar gelagert ist, wobei dem Schubstangenelement (3) zumindest eine Dämpferhülse (5) zugeordnet ist, welche in den Endlagen in stirnseitige Lagerelemente (2.1, 2.2) eingreift und zur Endlagendämpfung und Entlüftung die Dämpferhülse (5) oder deren Lagerung (13) zumindest eine Einkerbung (8) aufweist, welche in einer Mantelfläche (9) in etwa axial zu der Dämpferhülse (5) oder in deren Lagerung (13) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einkerbung in Abhängigkeit der abzubremsenden Masse und/oder Beschleunigung sowie des erforderlichen Bremsweges querschnittlich unterschiedlich grosse Querschnittsbereiche (I-IV) aufweist.Pneumatic cylinder with cushioning with a housing (1) in which at least one push rod element (3) is mounted linearly movable, wherein the push rod element (3) at least one damper sleeve (5) is assigned, which engages in the end positions in end bearing elements (2.1, 2.2) and for end cushioning and venting, the damper sleeve (5) or its bearing (13) has at least one notch (8) which is provided in a lateral surface (9) approximately axially to the damper sleeve (5) or in the storage (13) thereof,
characterized,
that the notch in dependence on the mass to be braked and / or acceleration and the required braking distance has cross-sectionally different cross-sectional areas (I-IV). Pneumatikzylinder nach Anspruch 1, , dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung (8) in unterschiedliche Querschnittsbereiche (I-IV) unterteilt ist, wobei in einem ersten Querschnittsbereich (I) ein Querschnitt der Einkerbung (8) über eine wählbare axiale Länge (L) homogen und gleichmässig mit verringertem Querschnitt vorgesehen ist.Pneumatic cylinder according to claim 1, characterized in that the notch (8) is divided into different cross-sectional areas (I-IV), wherein in a first cross-sectional area (I), a cross section of the notch (8) over a selectable axial length (L) is homogeneous and is provided uniformly with reduced cross-section. Pneumatikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass über die wahl der axialen Länge (L) der in etwa homogenen Einkerbung (8) des ersten Querschnittsbereiches (I) ein Bremsweg (S) in Abhängigkeit der Masse bestimmbar ist.Pneumatic cylinder according to claim 1 or 2, characterized in that over the choice of the axial length (L) of the approximately homogeneous notch (8) of the first Cross-sectional area (I) a braking distance (S) depending on the mass can be determined. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wahl eines geeigneten homogenen Querschnittes im ersten Querschnittsbereich (I) das Bremsverhalten in Abhängigkeit von unterschiedlichen Massen und/oder Beschleunigungen bzw. GEschwindigkeiten einstellbar ist.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that by selecting a suitable homogeneous cross-section in the first cross-sectional area (I), the braking behavior as a function of different masses and / or accelerations or GE speeds is adjustable. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1. bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Wahl der axialen Länge (L) und des entsprechend geeigneten Querschnittes der Einkerbung (8) ein Bremsverhalten unterschiedlicher Massen und/oder Beschleunigungen bzw. Geschwindigkeiten bestimmbar ist.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that a braking behavior of different masses and / or accelerations or speeds can be determined by the choice of the axial length (L) and the correspondingly suitable cross section of the notch (8). Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Einkerbung (8) im ersten Querschnittsbereich (I) verhältnismässig konstant über die axiale Länge (L) des ersten Querschnittsbereiches (I) verläuft und hier durch ein starkes Abbremsen unter hohem Druckaufbau und geringer Entlüftung im ersten Querschnittsbereich (I) erfolgt.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the cross section of the notch (8) in the first cross-sectional area (I) is relatively constant over the axial length (L) of the first cross-sectional area (I) and here by a strong deceleration below high pressure build-up and low venting in the first cross-sectional area (I). Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den ersten homogenen Querschnittsbereich (I) ein querschnittlich erweiterter zweiter Querschnittsbereich (II) der Einkerbung (8) erfolgt.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that , following the first homogeneous cross-sectional area (I), a cross-sectionally enlarged second cross-sectional area (II) of the notch (8) takes place. Pneumatikzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Querschnittsbereich (II) durch unmittelbares Vergrössern des Querschnittes der Einkerbung (8) ein starkes Entlüften erfolgt.Pneumatic cylinder according to claim 6, characterized in that in the second cross-sectional area (II) by directly increasing the cross section of the notch (8) a strong venting takes place. Pneumatikzylinder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an den zweiten Querschnittsbereich (II) ein erweiterter in etwa querschnittlich über die axiale Länge der Dämpferhülse (5) betrachtet konstanter Querschnittsbereich (III) anschliesst.Pneumatic cylinder according to claim 7 or 8, characterized in that following the second cross-sectional area (II), an extended cross-sectional area (III), viewed approximately in a cross-section over the axial length of the damper sleeve (5), follows. Pneumatikzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der querschnittlich erweiterte konstante Querschnittsbereich (III) einem starken Entlüften unter Beibehaltung eines konstanten Druckes zur Ausregelung und Unterdrückung von Rückstössen und Rückschlagschwingungen dient.Pneumatic cylinder according to claim 9, characterized in that the cross-sectional extended constant cross-sectional area (III) is a strong venting while maintaining a constant pressure for the regulation and suppression of recoils and recoil vibrations. Pneumatikzylinder nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei grösseren Massen und/oder Beschleunigungen der dritte Querschnittsbereich (III) querschnittlich vergrössert ist, um in Abhängigkeit der zu bremsenden Massen ein Bremsen ohne Rückschlag oder Rückschlagschwingungen zu ermöglichen.Pneumatic cylinder according to claim 8 or 9, characterized in that for larger masses and / or accelerations of the third cross-sectional area (III) is increased in cross-section to allow depending on the masses to be braked braking without kickback or recoil vibrations. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den dritten Querschnittsbereich (III) ein vierter Querschnittsbereich (IV) anschliesst, bei welchem über die axiale Länge der Dämpferhülse (5) der Querschnitt sich verjüngt.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 9 to 11, characterized in that adjoining the third cross-sectional area (III) is a fourth cross-sectional area (IV), in which the cross section tapers over the axial length of the damper sleeve (5). Pneumatikzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der vierte Querschnittsbereich (IV) endseits im Bereich der Dämpferhülse (5) sich nahezu querschnittlich endseits auslaufend verjüngt, um die Geschwindigkeit der Masse bzw. der Dämpferhülse (5) dämpfend auf 0 ohne Gegenschlag abzubremsen.Pneumatic cylinder according to claim 11, characterized in that the fourth cross-sectional region (IV) at the end tapers in the region of the damper sleeve (5) almost continuously end-side tapering to slow down the speed of the mass or the damper sleeve (5) to 0 without counter-shock. Pneumatikzylinder nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Querschnitt der Einkerbung (8) endseits der Dämpferhülse (5) bis nahezu auf 0 auslaufend verringert.Pneumatic cylinder according to claim 12 or 13, characterized in that a cross-section of the notch (8) at the end of the damper sleeve (5) decreases to almost zero. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkerbung (8) querschnittlich halbkreisartig, parabolartig, dreieckartig oder quadratisch ausgebildet ist.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the notch (8) is of semicircular, parabolic, triangular or square cross-section. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Volumens bzw. Querschnittes der Einkerbung (8) im zweiten und dritten Querschnittsbereich (II, III) durch eine vergrösserte Breite (B) und/oder Tiefe (T) der Einkerbung (8) erfolgt.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the increase in the volume or cross-section of the notch (8) in the second and third cross-sectional area (II, III) by an increased width (B) and / or depth (T) the notch (8) takes place. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verringerung des Volumens der Einkerbung (8) im vierten Querschnittsbereich (IV) durch Verringerung der Breite (B) und/oder Verringerung der Tiefe (T) der Einkerbung (8) erfolgt.Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that a reduction of the volume of the notch (8) in the fourth cross-sectional area (IV) by reducing the width (B) and / or reducing the depth (T) of the notch (8) he follows.
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