FI13127Y1 - Järjestely pneumatiikkasylinterissä - Google Patents

Abstract

1. Järjestely pneumatiikkasylinterissä, joka pneumatiikkasylinteri käsittää takapäädyn (2), etupäädyn (4) ja näiden välisen painetilan (11), johon painetilaan (11) on sijoitettu painetilassa (11) edestakaisin liikkuva mäntä (20), johon kuuluu männänvarsi (5), jonka vapaa pää on järjestetty ulottumaan ulos painetilasta (11) etupäädyssä (4) olevan, männänvartta (5) ohjaavan rakenteen (17) kautta, jonka ohjaavan rakenteen (17) ja männänvarren (5) välissä on välys (25) paineväliaineen johtamiseksi pois painetilasta männänvarren (5) liikkeen aikana, ja että pneumatiikkasylinteri edelleen käsittää männän (20) ensimmäiselle puolelle johtavan paineväliaineen ensimmäisen virtauskanavan (9) sekä männän (20) toiselle puolelle johtavan paineväliaineen toisen virtauskanavan (12), ja männän (20) edestakaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet, joihin kuuluu ainakin ensimmäinen vaimennuselementti (16) ja toinen vaimennuselementti (22), ja männän (20) edestakaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet käsittävät vaimennuksen aikana poistuvan virtauksen määrää rajoittavan ensimmäisen rakenteen (24) ja vaimennuksen aikana poistuvan virtauksen määrää rajoittavan toisen rakenteen (18), ja pneumatiikkasylinterissä on tiivistejärjestely (6), joka on järjestetty sulkemaan paineväliaineen virtauksen ulos pneumatiikkasylinteristä välyksen (25) kautta männänvarren (5) ja sen liikuttaman kuorman ollessa sisimmäisessä ääriasennossa, tunnettu siitä, että tiivistejärjestely (6) käsittää etupäädyssä (4) olevan ensimmäisen vastinpinnan (6b), männänvarren (5) mukana liikkuvan toisen vastinpinnan (6c) ja vastinpintojen välissä olevan joustavan tiiviste-elementin (6a). Lisäksi suojavaatimukset 2-15.

Description

JÄRJESTELY PNEUMATIIKKASYLINTERISSÄ

KEKSINNÖN TEKNIIKAN ALA Keksinnön kohteena on suojavaatimuksen 1 johdanto-osassa esitetty järjestely pneumatiikkasylinterissä.

TEKNIIKAN TASO Edullisesti keksinnön mukaisia pneumatiikkasylintereitä käytetään muun muassa sahatavaraa valmistavissa teollisuuslaitoksissa, eli lyhyemmin sahalaitoksissa, pyö- rivän sahanterän nopeaan laskemiseen sahausasentoon ja nopeaan nostamiseen pois sahausasennosta. Tässä käyttöpaikassa erittäin nopeita edestakaisia liikkeitä tekevästä pneumatiikkasylinteristä käytetään muun muassa nimitystä trimmerisylin- teri. Keksinnön mukaisia pneumatiikkasylintereitä voidaan käyttää myös moniin muihin tarkoituksiin.

Kunnolla toimiakseen tarkoituksen mukaisessa käytössä trimmerisylinterin tulee olla erittäin nopea, kestävä ja huoltovapaa. Lisäksi trimmerisylinterin pitää kestää ulko- puolelta tulevaa mekaanista rasitusta eikä se saa olla herkkä lialle, kuten esimer- kiksi sahalaitoksissa esiintyvälle pihkalle. Nopeasti edestakaisin liikkuvan trimmeri- sylinterin yksi tärkeimmistä vaatimuksista on lisäksi se, että trimmerisylinterin pää- tyvaimennuksen pitää olla erityisen hyvä. Tunnetun tekniikan mukaisten, trimmerisylintereinä toimivien pneumatiikkasylinte- N rien ongelmana on se, että niitä on säädettävä erittäin usein, jotta ne toimisivat kun- 5 25 nolla. Varsinkin vaimennuksen säätö on erittäin tärkeää, ja se täytyy nykyisillä sy- o lintereillä tehdä liian usein. Jos säätöä ei tehdä tarpeeksi usein, sylinterit rikkoutuvat 7 tai ne eivät toimi toivotulla tavalla. Säädön tarve johtuu pääasiassa sylinterin elas- E tisten, rasvavoitelua tarvitsevien tiivisteiden kulumisesta ja kitkojen muuttumisesta S käytön aikana. Tällöin säädettäviä toimintoja ovat muun muassa päätyvaimennus ja = 30 iskun nopeus. Lisäksi säädön onnistumiseksi pitää usein säätää myös sylinterille N tulevaa käyttöpainetta. Nämä säädöt ovat työläitä ja hankalia tehdä sekä vaativat paljon aikaa, koska trimmerisylintereitä on usein paljon rinnakkain ja yksittäisten trimmerisylinterien säätötarve on usein eri aikoina. Lisäksi tunnetun tekniikan mukaisten, trimmerisylintereinä toimivien pneumatiikkasylinterien ongelmana on se, että niiden käyttöönottaminen vaatii kokeneen henkilön. Nykyisissä ratkaisuissa on- gelmaa on yritetty ratkaista muun muassa siten, että sahalaitoksissa käytettyjen trimmerisylinterien ohjausjärjestelmään on vaimennuksen hallitsemiseksi liitetty pääventtiilin lisäksi useita muita venttiileitä. Vaimennusta säädetään tällöin kurista- malla venttiileillä poistuvan ilman virtausaukkoa. Ylimääräiset venttiilit kuitenkin li- säävät kustannuksia ja monimutkaistavat sylinteriyksikön rakennetta sekä tekevät siitä vikaherkemmän. Lisäksi ylimääräiset venttiilit lisäävät huollon ja säätöjen tar- vetta. Myös sylintereiden rakennetta ja kiinnittimiä on vahvistettu kestävyysongel- man ratkaisemiseksi. Tämäkin lisää kustannuksia sekä aiheuttaa ylimääräistä pai- noa rakenteisiin. Lisäksi yhtenä ongelmana on se, että nykyisillä ratkaisuilla tuotan- tonopeuden kasvattaminen ei onnistu helposti, koska jo nyt ollaan aivan äärimmäi- sillä rajoilla sylintereiden kestävyyden suhteen.

KEKSINNÖN TARKOITUS Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on vähentää tai jopa poistaa edellä mainittuja tekniikan tasossa esiintyviä ongelmia. Tällöin esillä olevan keksinnön yhtenä tarkoi- tuksena on saada aikaan varmatoiminen ja mahdollisimman huoltovapaa järjestely pneumatiikkasylinterissä, erityisesti sahalaitoksissa käytetyssä trimmerisylinterissä. Tällainen järjestely voidaan toteuttaa esimerkiksi poistamalla rakenteesta niin monta kuluvaa ja voitelua vaativaa tiivistettä kuin mahdollista ja/tai vaihtamalla tii- vistemateriaali sellaiseksi, joka ei tarvitse voitelua. Lisäksi keksinnön yhtenä tarkoi- tuksena on aikaansaada sellainen järjestely pneumatiikkasylinterissä, erityisesti N trimmerisylinterissä, jossa männän nopeaa liikkeen vaimennusta voidaan tehok- 5 25 kaasti säätää ja siten estää haitalliset painepiikit. Tällöin voidaan tehokkaasti estää o esimerkiksi trimmerisylinterin painepiikistä johtuva äkillinen takaisinpäin suuntau- 7 tuva liike männänvarren liikkeen lopussa. Tällainen liike saattaisi muuttaa esimer- E kiksi sahaterän asemaa hetkellisesti liikaa, jolloin nopeasti liikkuvaan puumateriaa- S liin kohdistuva sahaustulos ei olisi toivotun mukainen.

N KEKSINNON KUVAUS Edellä mainittujen tarkoituksien toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle järjestelylle pneumatiikkasylinterissä on tunnusomaista se, mikä on esitetty suojavaatimuksen

1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön muille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä on esitetty muissa suojavaatimuksissa.

Tyypillinen keksinnön mukaisen järjestelyn pneumatiikkasylinteri käsittää takapää- dyn, etupäädyn ja näiden välisen painetilan, johon painetilaan on sijoitettu paineti- lassa edestakaisin liikkuva mäntä, johon kuuluu männänvarsi, jonka vapaa pää on järjestetty ulottumaan ulos painetilasta etupäädyssä olevan, männänvartta ohjaa- van rakenteen kautta. Pneumatiikkasylinteri käsittää edelleen männän ensimmäi- selle puolelle johtavan paineväliaineen ensimmäisen virtauskanavan sekä männän toiselle puolelle johtavan paineväliaineen toisen virtauskanavan, ja männän edes- takaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet. Edullisesti männänvartta ohjaavan rakenteen ja männänvarren välissä on välys paineväliaineen johtamiseksi pois painetilasta männänvarren liikkeen aikana.

Keksinnön mukaisen ratkaisun yhtenä suurena etuna on se, että keksinnön mukai- sen pneumatiikkasylinterin männän liike voi olla erittäin nopea ja silti liikkeen vai- mennus toimii luotettavasti. Männän nopeaa liikkeellelähtöä edesauttavat rakentee- seen sijoitetut vastaventtiilit. Nopean liikkeen etuna on se, että tuotantonopeuksia voidaan nostaa ilman, että laitteisto siitä kärsii. Etuna on myös se, että keksinnön mukaisen pneumatiikkasylinterin käyttöönotto on helppoa ja huollon tarve on pieni. Tällöin huoltoväli on pitkä tunnetun tekniikan mukaisiin ratkaisuihin verrattuna. Yh- tenä etuna on myös se, että männän liikkeen vaimennusta voidaan tehokkaasti sää- tää ja siten estää haitalliset painepiikit. Tällöin voidaan tehokkaasti estää esimerkiksi N trimmerisylinterin painepiikistä johtuva äkillinen takaisinpäin suuntautuva liike, eli ta- 5 25 kaisinpompahdus, männänvarren liikkeen lopussa. Tällä tavoin saadaan esimer- o kiksi sahalaitoksissa käytettävien trimmerisylintereiden avulla varmempi sahaustu- 7 los. Lisäksi etuna on se, että männän miinusiskun eli männänvarren sisäänmeno- & liikkeen aikana voidaan tehokkaasti estää lian pääsy pneumatiikkasylinterin sisään S tukkimaan rakenteita. Yhtenä etuna on vielä se, että keksinnön mukainen rakenne = 30 ei aiheuta merkittävää kitkaa männän eikä männänvarren liikkeeseen. Tällöin tiivis- N tys- ja laakerointirakenne on myös lähes kulumaton ja huoltovapaa. Yhtenä etuna on vielä se, että sylinterin takapäädyn kiinnikkeen kiinnitysrakenne vaimentaa osal- taan sylinterin mekaanisia kolahduksia.

KUVIOIDEN LYHYT SELITYS Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin esimerkkien avulla viittaamalla ohei- siin kaaviomaisiin ja yksinkertaistettuihin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää yhtä keksinnön mukaista pneumatiikkasylinteriä yksinkertaistet- tuna ja sivulta katsottuna sekä männänvarsi lähes sisäänvedettynä, kuvio 2 esittää kuvion 1 esittämää pneumatiikkasylinteriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja männänvarsi lähes si- säänvedettynä, kuvio 3 esittää kuvion 1 esittämän pneumatiikkasylinterin sylinteriosaa yksin- kertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna, kuvio 4 esittää kuvion 1 esittämän pneumatiikkasylinterin mäntäosaa yksinker- taistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna, kuvio 5 esittää yksityiskohtaa eräästä edullisesta, keksinnön mukaisen pneu- matiikkasylinterin vaimennuksen aikana toimivasta virtausrajoittimesta suurennettuna, yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä halkileikat- tuna, kuvio 6 esittää yksityiskohtaa eräästä toisesta edullisesta, keksinnön mukaisen pneumatiikkasylinterin vaimennuksen aikana toimivasta virtausrajoitti-

N O N

O o

O

I a a

O

O 5

N O

N 5 mesta suurennettuna, yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä hal- kileikattuna, kuvio 7 esittää kuvion 1 esittämää pneumatiikkasylinteriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja männänvarsi täysin 5 ulos työnnettynä, kuvio 8 esittää kuvion 1 esittämää pneumatiikkasylinteriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja männänvarsi täysin si- sään vedettynä, kuvio 9 esittää erästä toista edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylinte- riä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja männänvarsi lähes sisäänvedettynä, kuvio 10 — esittää erästä kolmatta edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylin- teriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikat- tuna ja männänvarsi lähes sisäänvedettynä, kuvio 11 — esittää yksityiskohtaa eräästä edullisesta, keksinnön mukaisen pneu- matiikkasylinterin männänvarren tiivistyksestä suurennettuna, yksinker- taistettuna ja sivulta katsottuna sekä halkileikattuna, kuvio 12 — esittää yksityiskohtaa eräästä edullisesta, keksinnön mukaisen pneu- matiikkasylinterin takapään kiinnityksestä suurennettuna, yksinkertais- tettuna ja sivulta katsottuna sekä halkileikattuna, kuvio 13 — esittää vielä yhtä edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylinteriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja männänvarsi lähes sisäänvedettynä, N kuvio 14 — esittää vielä yhtä edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylinteriä 5 25 yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja o männänvarsi lähes sisäänvedettynä ja 7 kuvio 15 — esittää vielä yhtä edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylinteriä E yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja S männänvarsi lähes sisäänvedettynä. = 30

N KUVIOIDEN ESIMERKKIEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS Kuvioissa pneumatiikkasylinterin rakennetta on yksinkertaistettu ja kaikkia rakenne- osia ei ole välttämättä piirretty näkyviin. Lisäksi kuvioissa on selvyyden vuoksi venttiilirakenteet ja osa paineväliaineen virtauskanavistosta piirretty vain symboli- sesti. Paineväliaineena käytetään kaasua, edullisesti ilmaa, jolla jäljempänä tarkoi- tetaan mitä tahansa tarkoitukseen soveltuvaa paineväliainetta.

Kuviossa 1 on esitetty yhtä keksinnön mukaista, edullisesti sahalaitoksien trimmeri- sylinterinä käytettyä pneumatiikkasylinteriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna männänvarsi 5 lähes sisäänvedettynä. Edullisesti pneumatiikkasylinteri käsittää sy- linteriosan kiinnikkeen 1, sylinteriosan takapäädyn 2, sylinteriputken 3, sylinteriosan etupäädyn 4, männän männänvarsineen 5, tiivistejärjestelyn 6 etupäädystä 4 vuo- tavan virtauksen tiivistämiseksi ja männänvarren 5 kiinnikkeen 8 sekä muun muassa sylinteriosaan ja mäntään sijoitetut virtauskanavat, virtaustiet, venttiilit, säätöelimet, laakerit ja mahdolliset tiivisteet, joita ei näy kuviossa 1. Kuvioissa 2-6 on esitetty kuvion 1 esittämää pneumatiikkasylinteriä yksinkertaistet- tuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna. Kuviossa 2 pneumatiikka- sylinteri on esitetty koottuna ja männänvarsi 5 lähes sisäänvedettynä. Kuviossa 3 on esitetty vain sylinteriosa ilman mäntäosaa osittain halkileikattuna ja kuviossa 4 on esitetty pelkkä mäntäosa komponentteineen ja osittain halkileikattuna. Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty ensimmäinen ja toinen vaimennuksen aikana poistuvan virtauksen määrää rajoittava rakenne, eli ensimmäinen virtausrajoitin 24 ja toinen virtausrajoitin

18. Kuvioita 5 ja 6 on erityisesti yksinkertaistettu siten, että virtausrajoitinten välykset 24a ja 18a näkyvät kuvioissa selvästi. N Sylinteriosan takapääty 2 ja etupääty 4 on yhdistetty ilmatiiviisti toisiinsa edullisesti 5 25 lieriömäisellä sylinteriputkella 3, jonka sisällä on männän 20 liikkumatila eli painetila o 11. Takapäädyssä 2 on ensimmäinen virtauskanava 9, joka on edullisesti yhdistetty 7 ohjausventtiilin kautta paineilmalähteeseen, esimerkiksi kompressoriin. Lisäksi vir- E tauskanava 9 on yhdistetty painetilaan 11 vastaventtiilin 10, vaimennuksen säädet- S tävän virtaustien 14a, vakiovirtaustien 14b ja ensimmäisen vaimennuselementin 16 = 30 keskikanavan 16a kautta. Vaimennuksen säätöä varten vaimennuksen säädettävän N virtaustien 14a yhteydessä on vaimennuksen säätöelin 14, jolla säädetään vaimen- nusvaiheessa poistuvan ilmavirtauksen maksimipainetta. Vaimennuksen säätö teh- dään keksinnön mukaisesti ilmavirtauksen maksimipainetta säätämällä. Keskika-

nava 16a on sijoitettu sylinterimäiseen ja ulokemaiseen vaimennuselementtiin 16, joka ulottuu sama-akselisesti männän 20 kanssa painetilan 11 sisällä takapäädystä 4 kohti etupäätyä 2. Männän 20 keskiakselilla on vaimennuselementtiä 16 varten lieriömäinen poraus, joka muodostaa ensimmäisen vaimennuselementin väistötilan 23, jonka halkaisija on suurempi kuin vaimennuselementin 16 ulkohalkaisija.

Ensim- mäisen vaimennuselementin väistötila 23 ulottuu männän 20 ja männänvarren 5 sisään, jolloin vaimennuselementin väistötilan 23 halkaisija on pienempi kuin män- nänvarren 5 halkaisija vaimennuselementin väistötilan 23 kohdalla.

Kun männän- varsi 5 on täysin sisäänvedetyssä asennossaan, vaimennuselementti 16 ulottuu vai- mennuselementin väistötilan 23 sisään.

Lähellä ensimmäisen vaimennuselementin väistötilan 23 avointa päätä vaimennus- elementin väistötilassa 23 on männän 20 sisääntuloliikkeen vaimennuksen aikana poistuvan virtauksen määrää rajoittava ensimmäinen rakenne 24, eli ensimmäinen virtausrajoitin 24, joka voi edullisesti olla esimerkiksi erillinen vaimennusrengas, mutta yhtä hyvin se voi olla myös lyhyt, vaimennuselementin väistötilan 23 keskiak- selia kohti ulottuva rengasmainen uloke, jonka halkaisija on pienempi kuin vaimen- nuselementin väistötilan 23 muu halkaisija.

Tällöin ensimmäisenä virtausrajoitti- mena 24 oleva uloke on edullisesti samaa materiaalia kuin mäntäkin 20. Ensimmäi- nen virtausrajoitin 24 muodostaa kuristuskohdan vaimennuselementin 16 ja ensim- mäisen vaimennuselementin väistötilan 23 väliin ilmavirtauksen rajoittamiseksi männän 20 liikkeen vaimennusvaiheessa.

Virtausta voidaan myös rajoittaa sopi- vasti ilman erillistä uloketta, mitoittamalla vaimennuselementin väistötilan halkaisija N sopivasti, kuten kuviossa 9 on esitetty. 5 25 o Ensimmäisen vaimennuselementin 16 ulottuminen männän 20 sisään mahdollistaa 7 pneumatiikkasylinterin lyhyen rakennepituuden.

Ao a S Edullisesti ensimmäisen virtausrajoittimen 24 sisähalkaisija on suurempi kuin en- = 30 simmäisen vaimennuselementin 16 ulkohalkaisija siten, että virtausrajoittimen 24 N sisähalkaisijan ja vaimennuselementin 16 ulkohalkaisijan väliin jää kapea välys 24a ilman virtausta varten, jolloin vaimennuselementti 16 ei ole tiivistävässä kosketuk- sessa ensimmäiseen virtausrajoittimeen 24. Tällöin ensimmäinen vaimennusele-

mentti 16 on järjestetty kulkemaan kosketuksettomasti ensimmäisessä vaimennus- elementin väistötilassa 23 ensimmäisen virtausrajoittimen 24 suhteen.

Vastaavasti pneumatiikkasylinterin etupäädyssä 4 on toinen virtauskanava 12, joka on edullisesti yhdistetty sylinteriliittimen kautta paineilmalähteeseen, esimerkiksi kompressoriin.

Lisäksi toinen virtauskanava 12 on yhdistetty painetilaan 11 vasta- venttiilin 13, vaimennuksen säädettävän virtaustien 15a, vakiovirtaustien 150 ja toi- sen vaimennuselementin väistötilan 19 kautta.

Vaimennuksen säätöä varten vai- mennuksen säädettävän virtaustien 15a yhteydessä on vaimennuksen säätöelin 15, jolla säädetään vaimennusvaiheessa poistuvan ilmavirtauksen maksimipainetta.

Vaimennuksen säätö tehdään tässäkin tapauksessa ilmavirtauksen maksimipai- netta säätämällä.

Vaimennuselementin väistötila 19 on lisäksi yhdistetty etupää- dyssä 4 olevaan, etupäädyn päätypinnasta ulos ulottuvaan, männänvartta 5 ohjaa- vaan rakenteeseen 17, kuten poraukseen, johon männänvarsi 5 on sijoitettu liikku- maan.

Jäljempänä käytetään myös lyhyempää termiä poraus 17. Porauksen 17 si- sähalkaisija on suurempi kuin männänvarren 5 ulkohalkaisija porauksessa, jolloin näiden väliin jää kapea välys 25 paineisen ilman virtausta varten.

Vakiovirtaustiet 14b ja 15b mahdollistavat ja varmistavat paineen hallitun ja lopulli- sen poistumisen sylinterin liikkeen pysähtyessä.

Painetta säätävä säädettävä vir- taustie ei tyhjennä painetta O-tasolle, koska säätöelimet 14 ja 15 sulkeutuvat pai- neen laskiessa alle säädetyn tason.

N Lähellä toisen vaimennuselementin väistötilan 19 painetilaan 11 avautuvaa päätä 5 25 vaimennuselementin väistötilassa 19 on vaimennuksen aikana poistuvan virtauksen o määrää rajoittava toinen rakenne 18, eli lyhyemmin toinen virtausrajoitin 18, joka voi 7 edullisesti olla esimerkiksi erillinen vaimennusrengas, mutta yhtä hyvin se voi olla & myös lyhyt, vaimennuselementin väistötilan 19 keskiakselia kohti ulottuva rengas- S mainen uloke, jonka halkaisija sama tai on pienempi kuin vaimennuselementin väis- = 30 tötilan 19 muu halkaisija.

Tällöin virtausrajoitin18 on edullisesti samaa materiaalia N kuin etupääty 4. Toinen virtausrajoitin 18 muodostaa kuristuskohdan männänvarren 5 laajennuksen eli mäntämäisen toisen vaimennuselementin 22 ulkohalkaisijan ja toisen vaimennuselementin väistötilan 19 väliin ilmavirtauksen rajoittamiseksi.

Toimiva rakenne voidaan aikaansaada myös ilman erillistä vaimennusrengasta tai ulokemaista kuristuskohtaa sopivalla toisen vaimennuselementin 22 ja toisen vai- mennuselementin väistötilan 19 keskinäisellä mitoituksella niin, että aikaansaadaan virtausta sopivasti rajoittava pieni välys, kuten on esitetty myöhemmin kuvion 9 mu- kaisessa ratkaisussa. Edullisesti toisen virtausrajoittimen 18 sisähalkaisija on suurempi kuin toisen vai- mennuselementin 22 ulkohalkaisija siten, että virtausrajoittimen 18 sisähalkaisijan ja vaimennuselementin 22 ulkohalkaisijan väliin jää kapea välys 18a ilman virtausta varten, jolloin vaimennuselementti 22 ei ole tiivistävässä kosketuksessa toiseen vir- tausrajoittimeen 18. Tällöin toinen vaimennuselementti 22 on järjestetty kulkemaan vaimennuksen aikana kosketuksettomasti vaimennuselementin väistötilassa 19 toi- sen virtausrajoittimen 18 suhteen.

Varsinainen mäntä 20 on lieriömäiseltä ulkohalkaisijaltaan sopivasti pienempi kuin sylinteriputken 3 sisähalkaisija. Lisäksi mäntä 20 on tiivistetty sylinteriputkeen 3 voi- teluvapaalla tiivisteellä 21, joka on edullisesti esimerkiksi PTFE materiaalia. Männän juuressa on männänvarren 5 ulostulopäätä eli vapaata päätä kohti ulottuva ola- kemainen laajennus, joka toimii toisena vaimennuselementtinä 22, jonka halkaisija 20 on suurempi kuin männänvarren 5 loppuosan halkaisija vaimennuselementistä 22 kohti männänvarren 5 vapaata päätä. Toisen vaimennuselementin 22 vapaassa päässä on viiste 22a, joka mahdollistaa vaimennusvaiheen alussa vaimennusele- mentin 22 pehmeän ja olennaisen kosketuksettoman läpimenon toisen vaimennus- N elementin väistötilan 19 vapaassa päässä olevan toisen virtausrajoittimen 18 läpi. 5 25 o Ensimmäinen vaimennuselementti 16 keskikanavineen 16a, ensimmäinen vaimen- 7 nuselementin väistötila 23 ja ensimmäinen virtausrajoitin 24, sekä toinen vaimen- & nuselementti 22, toinen vaimennuselementin väistötila 19 ja toinen virtausrajoitin 18 S muodostavat keksinnön mukaisen pneumatiikkasylinterin männän 20 edestakaista = 30 liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat pääasialliset rakenteet. Edullisesti mainitut ä männän 20 edestakaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet käsittävät myös virtaustiet 14a, 14b, 15a ja 15b säätöelimineen 14 ja 15. Männän nopean liikkeellelähdön aikaansaamiseksi painetilan 11 ja ensimmäisen virtauskanavan 9 välissä olevan vastaventtiilin 10 virtaustien poikkipinta-ala on edul- lisesti suurempi kuin painetilasta 11 ensimmäiseen virtauskanavaan 9 yhtyvien, männän 20 liikkeen vaimennukseen osallistuvien virtausteiden 14a, 14b ja 16a yh- teinen poikkipinta-ala.

Vastaavasti painetilan 11 ja toisen virtauskanavan 12 välissä olevan vastaventtiilin 13 virtaustien poikkipinta-ala on edullisesti suurempi kuin pai- netilasta 11 toiseen virtauskanavaan 12 yhtyvien männän liikkeen vaimennukseen osallistuvien virtausteiden 15a, 15b ja välyksen 18a yhteinen poikkipinta-ala.

Männänvarren 5 vapaan pään yhteydessä on lisäksi tiivistejärjestely 6, joka käsittää edullisesti rengasmaisen tiiviste-elementin 6a, ensimmäisen vastinpinnan 6b ja toi- sen vastinpinnan 6c, joiden vastinpintojen 6b ja 6c väliin tiiviste-elementti 6a on jär- jestetty puristumaan männänvarren 5 liikkeen avulla.

Tiiviste-elementti 6a on edul- lisesti elastista materiaalia ja se on järjestetty sulkemaan sylinterin ilmavuodon, kun männänvarsi 5 miinusiskun lopussa on täysin sisäänvedetyssä asennossaan.

En- simmäinen vastinpinta 6b on sylinteriosaan nähden liikkumaton ja se on edullisesti sylinterin etupäädyn 4 etupinnassa.

Vastaavasti toinen vastinpinta 6c on järjestetty liikkumaan männänvarren 5 mukana.

Kuvioiden mukaisissa esimerkkisovelluksissa toinen vastinpinta 6c on erillisessä, männänvarteen 5 kiinnitetyssä laipassa 7, mutta yhtä hyvin se voi olla myös esimerkiksi männänvarren 5 kiinnikkeen 8 etupäädyn 4 N puoleisessa päätypinnassa, kuten myöhemmin kuviossa 13 on esitetty.

Vastinpin- 5 25 nat 6b ja 6c ovat keskenään vastakkain ja tiiviste-elementti 6a on vastinpintojen 6b o ja 6c välissä.

Esimerkkisovelluksissa tiiviste-elementti 6a on kiinnitetty toiseen vas- 7 tinpintaan 6c, mutta yhtä hyvin se voi olla kiinnitetty ensimmäiseen vastinpintaan 6b & tai se voi myös olla irrallinen, männänvarrella 5 vapaasti kelluva rakenne, jolloin sen S vaihtaminen on helpompaa kuin kiinteästi kiinnitetyn tiiviste-elementin.

Tiiviste- 5 5 elementin 6a huoltoväli pitenee, kun sisäänmenoliikkeen nopeutta rajoitetaan pneu- maattisesti rakenteen 24a avulla. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa männän 20 miinusliikkeen jälkeinen tiivistys ta- pahtuu silloin, kun männänvarteen 5 kiinnitetty, tai männänvarren 5 liikettä seuraava kuorma on saavuttanut männän 20 liikkeen voimalla sille halutun miinusiskun mu- kaisen aseman. Tällöin tiivistävä vastinpinta 6c ja männänvarren 5 liikuttama kuorma liikkuvat samanaikaisesti. Kuvioissa 7 ja 8 on esitetty keksinnön mukaista pneumatiikkasylinteriä tilanteissa, joissa mäntä 20 ja männänvarsi 5 ovat kahdessa eri ääriasennossaan. Kuviossa 7 männänvarsi 5 on ääriasennossaan täysin ulkona ja toinen vaimennuselementti 22 on toisessa vaimennuselementin väistötilassa 19. Männän 20 liikkuessa paineista ilmaa pääsee ulos sylinterin sisältä männänvarren 5 ja etupäädyn porauksen 17 välisestä kapeasta välyksestä 25. Vastaavasti kuviossa 8 männänvarsi 5 on ääri- asennossaan täysin sisällä ja ensimmäinen vaimennuselementti 16 on männänvar- ren ensimmäisessä vaimennuselementin väistötilassa 23. Tiiviste-elementti 6a on painautunut tiiviisti etupäädyn 4 etupinnassa olevaa vastinpintaa 6b vasten ja sul- kenut välyksen 25, jolloin paineista ilmaa ei pääse ulos sylinterin sisältä männän- varren 5 ja etupäädyn porauksen 17 välisestä kapeasta välyksestä 25.

Kuvioissa 9 ja 10 on esitetty keksinnön kahta erilaista edullista sovellutusmuotoa. Kuvion 9 mukaisessa rakenteessa mäntä 20 ja männänvarsi 5 on varustettu liuku- N laakeroinnilla. Tällöin mäntä 20 on laakeroitu sylinteriputken 11 sisäpintaan yhden 5 25 taiuseamman, edullisesti voiteluvapaan liukulaakerin 26 välityksellä ja männänvarsi o 5 on laakeroitu etupäädyn 4 porauksen 17 sisäpintaan yhden tai useamman, edul- 7 lisesti voiteluvapaan liukulaakerin 27 välityksellä. Laakeroinnin avulla männän 20 ja & männänvarren 5 säteisliike on saatu hyvin tarkaksi, jolloin ensimmäisen vaimennus- S elementin väistötilan 23 ja ensimmäisen vaimennuselementin 16 välistä välystä 24a N 30 ja samoin toisen vaimennuselementin väistötilan 19 sisäpinnan ja toisen vaimen- N nuselementin 22 ulkopinnan välistä välystä 18a on voitu pienentää niin, että erillisiä poistuvan virtauksen määrää rajoittavia rakenteita eli virtausrajoittimia 18, 24 ei vält- tämättä tarvita, vaan pieni välys 18a, 24a toimii itse poistuvan virtauksen määrää rajoittavana rakenteena. Rakenne voi toimia ilman varsinaisia virtausrajoittimia 18, 24 myös silloin, kun männässä 20 ja männänvarressa 5 ei ole liukulaakerointia. Kuvion 10 mukaisessa rakenteessa etupäädyn 4 porauksen 17 sisäpintaan lähelle etupäädyn 4 päätypintaa 4a on sovitettu erillinen poistuvan ilmavirtauksen määrää rajoittava rakenne 28, eli kolmas virtausrajoitin 28, joka voi edullisesti olla esimer- kiksi erillinen tiivistysrengas, mutta yhtä hyvin se voi olla myös lyhyt, porauksen 17 keskiakselia kohti ulottuva rengasmainen uloke, jonka halkaisija on pienempi kuin porauksen 17 muu halkaisija. Tällöin poistuvan virtauksen määrää rajoittavana ra- kenteena 28 oleva uloke on edullisesti samaa materiaalia kuin etupääty 4. Kolmas virtausrajoitin 28 muodostaa kuristuskohdan männänvarren 5 ulkohalkaisijan ja po- rauksen 17 väliin painetilasta 11 ja/tai toisesta vaimennuselementin väistötilasta 19 poistuvan ilmavirtauksen rajoittamiseksi.

Kolmannen virtausrajoittimen 28 sisähalkaisija on kuitenkin pienen välyksen 25 ver- ran suurempi kuin männänvarren 5 ulkohalkaisija porauksen 17 kohdalla. Tällöin iskun aikana männänvarren 5 ja kolmannen virtausrajoittimen 28 välyksessä 25 on pieni vuoto. Ratkaisussa, jossa virtausrajoittimena 28 on erillinen rengas, on rengas sovitettu vapaasti kelluvaksi männänvarrella 5, joten rengas ei toimi männänvarren 5 laakerina, eikä se siten kulu kovin helposti.

Edullisesti kolmas virtausrajoitin 28 on sovitettu toimimaan myös pyyhkijänä pyyh- kimään sisäänpäin liikkuvaan männänvarteen 5 tarttuneen materiaalin ja irtoroskat N pois. Välyksestä 25 purkautuva paineilma on sovitettu tehostamaan pyyhkimistu- 5 25 losta. Edullisesti kolmas virtausrajoitin 28 on metallia tai muovia. e 7 Kuviossa 11 on esitetty suurennettua yksityiskohtaa erään edullisen keksinnön mu- E kaisen pneumatiikkasylinterin männänvarren 5 tiivistyksestä yksinkertaistettuna ja S sivulta katsottuna sekä halkileikattuna. Tässä ratkaisussa on muuten samantapai- = 30 nenrakenne kuin kuvion 10 mukaisessa ratkaisussa, mutta tässä männänvarsi 5 on N lisäksi varustettu liukulaakerilla 27, joita on esitetty vain yksi, mutta joita voi olla myös useampi rinnakkain. Liukulaakeri 27 voi olla kehältään useampiosainen niin, että osien väliin jää päittäisiä rakoja, joiden kautta välykseen 25 toisesta vaimennuselementin väistötilasta 19 puristuva paineilma pääsee helposti etene- mään painetilasta 11 ulos kolmannen virtausrajoittimen 28 ja männänvarren 5 vä- listä.

Tässä sovellutusmuodossa kolmas virtausrajoitin 28 on etupäädyn 4 päätypinnassa olevaan rengasmaiseen syvennykseen 31 sijoitettu rengas, joka on aksiaalisuun- nassa lukittu paikoilleen lukkorenkaalla 30 ulkopuolisesta päätysivustaan ja tiivis- tetty painetilan 11 puoleiselta eli sisäpuoleiselta päätysivultaan rengasmaisella tii- visteellä 29, joka on etäisyyden päässä liikkuvasta männänvarresta 5. Kuten edellä on mainittu virtausrajoittimena 28 toimiva erillinen rengas on sovitettu vapaasti kel- luvaksi männänvarrella 5 siten, että renkaan ulkohalkaisija on halutun välyksen ver- ran pienempi kuin syvennyksen 31 sisähalkaisija. Tällöin männänvarsi 5 ei hankaa kolmatta virtausrajoitinta 28, jolloin kumpikaan ei kulu ja niiden käyttöikä on pitkä. Kuviota 11 vastaava rakenne voi olla myös ilman liukulaakeria 27, kuten kuviossa 10 on esitetty.

Kuviossa 12 on esitetty yksityiskohtaa eräästä edullisesta keksinnön mukaisen pneumatiikkasylinterin takapäädyn 2 kiinnityksestä yksinkertaistettuna ja sivulta kat- sottuna sekä halkileikattuna. Sylinteriosan kiinnike 1 on kiinnitetty takapäätyyn 2 kiinnityslaipan 32 avulla joustavasti siten, että kiinnike 1 voi liikkua vaimennettuna männän 20 iskujen liikuttamana. Kiinnike 1 on erillinen elementti, jonka kiinnitysrei- ässä on joustava vaimennusrengas 34 ja lisäksi kiinnikkeen 1 takapäädyn 2 sisällä olevassa osassa on joustavat vaimennustyynyt 35 ja 36, jotka on järjestetty toimi- N maan männän 20 molempiin iskusuuntiin. Vaimennustyyny 35 on sovitettu otta- 5 25 maan vastaan männän 20 ulospäin suuntautuvan liikkeen pysähtymisen aiheutta- o man iskun ja vaimennustyyny 36 on sovitettu ottamaan vastaan männän 20 sisään- 7 päin suuntautuvan liikkeen pysähtymisen aiheuttaman iskun.

T a S Takapäädyn 2 takapinnassa on lieriömäinen syvennys 2a, johon kiinnikkeen 1 taka- = 30 päädyn 1 sisällä oleva laippamainen laajennus 1a on sijoitettu. Vastaavasti kiinni- N tyslaipan 32 takapäädyn 2 puoleisessa päätypinnassa on halkaisijaltaan syvennystä 2a vastaava syvennys ja syvennystä pienempihalkaisijainen keskireikä, jonka läpi on sovitettu kiinnikkeen 1 laajennusta 1a pienempihalkaisijainen varsiosa.

Rengasmainen vaimennustyyny 35 on sijoitettu takapäädyn 2 syvennykseen 2a ja kiinnityslaipan 32 syvennykseen laippamaisen laajennuksen 1a ja kiinnityslaipan 32 väliin puristamaan kiinnikettä 1 kohti takapäädyn syvennyksen 2a pohjaa.

Vastaavasti kiinnikkeen 1 takapäädyn 2 puoleisessa päätypinnassa on lieriömäinen syvennys 1b, johon on sijoitettu vaimennustyyny 36 puristamaan kiinnikettä 1 pois- päin takapäädyn syvennyksen 2a pohjasta. Kiinnikkeen 1 takapäädyn 2 puoleisen päätypinnan ja lieriömäisen syvennyksen 1b pohjan välissä on aksiaalisuuntainen välys, jossa mahdollistamissa rajoissa kiinnike 1 voi liikkua vaimennusliikkeensä ai- kana koskettamatta takapäätyä 2 ja kiinnityslaippaa 32. Kiinnityslaippa 32 on kiinni- tetty muuhun sylinterirakenteeseen edullisesti esimerkiksi kiinnityselimillä 33, kuten ruuveilla ja muttereilla.

Kuviossa 13 on esitetty vielä yhtä edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylin- teriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja män- nänvarsi 5 lähes sisäänvedettynä. Tämä on erittäin yksinkertainen toimiva ratkaisu ilman mitään säätöjä ja hankaavia dynaamisia tiivisteitä männän 20 ulkohalkaisijalla tai männänvarressa 5. Tässä ratkaisussa takapäädyssä 2 on vain ensimmäinen vir- tauskanava 9 ja vastaventtiili 10 virtausteineen ensimmäisen virtauskanavan 9 ja painetilan 11 välissä sekä ensimmäinen vaimennuselementin väistötila 23. Vastaa- vasti etupäädyssä on vain toinen virtauskanava 12 ja vastaventtiili 13 virtausteineen toisen virtauskanavan 12 ja painetilan 11 välissä sekä toinen vaimennuselementin väistötila 19 ja poraus 17 männänvarren 5 läpimenoa varten. Männän 20 nopea liike N voidaan aikaansaada myös tällä yksinkertaistetulla rakenteella, jossa virtaus pai- 5 25 netilaan 11 tapahtuu pääasiassa vastaventtiilien 10, 13 ja niiden virtausteiden o kautta. Liikkeen alussa pieni virtaus tapahtuu myös välyksien 24a tai 18a kautta.

: a Tämä ratkaisu eroaa aikaisemmin mainituista ratkaisuista siinä, että ensimmäinen S vaimennuselementti 16 on mäntään 20 nähden männänvarren 5 vastakkaisella puo- = 30 lella ja ensimmäinen vaimennuselementin väistötila 23 on sijoitettu takapäätyyn 4 N ensimmäisen virtauskanavan 9 yhteyteen. Ensimmäisessä vaimennuselementin väistötilassa 23 vaimennuksen aikana poistuvan virtauksen määrää rajoittavana ra- kenteena eli ensimmäisenä virtausrajoittimena 24 toimii nyt pelkkä välys 24a ensimmäisen vaimennuselementin väistötilan 23 ja ensimmäisen vaimennusele- mentin 16 välillä, mutta yhtä hyvin tässäkin rakenteessa voisi olla muunkinlaisia vir- tausrajoittimia 24, jollaisia on esitetty jo aikaisemmin.

Toisen vaimennuselementin 22 ja toisen vaimennuselementin väistötilan 19 ra- kenne virtausrajoittimineen ja välyksineen on edullisesti samanlainen kuin kuvion 9 mukaisen rakenteen selityksessä on esitetty, mutta se voi olla myös samanlainen kuin minkä tahansa muun kuvion ratkaisuissa esitetty rakenne.

Lisäksi yhtenä erona edellä esitettyihin ratkaisuihin on se, että männän 20 tiiviste 21 ei ole tässä ratkaisussa männän ulkokehällä oleva hankaava tiiviste, vaan ren- gasmainen tiiviste 21 on jaettu kahteen osaan männän 20 kummallekin puolelle si- ten, että männän 20 tiivistys tapahtuu männän 20 liikkeen kummassakin ääripäässä.

Yksi edullinen rakenne on esitetty kuviossa 13, jossa männän 20 ensimmäisen puo- len tiiviste 21 on männän 20 takapäädyn 4 puoleisessa otsapinnassa ja männän 20 toisen puolen tiiviste 21 on painetilassa 11 etupäädyn 4 painetilan 11 puoleisessa pinnassa.

Selvyyden vuoksi kuviossa 13 männän tiivisteistä 21 on esitetty vain kum- pikin leikkauspinta, mutta ei leikkaustason takana olevaa puoliympyrän osaa.

Yhtä hyvin männän tiivisteet 21 voisivat olla kumpikin männässä 20 männän kummassa- kin otsapinnassa, tai yksi etupäädyssä 4, kuten kuviossa 13 on esitetty ja toinen takapäädyssä 2, tai yksi takapäädyssä 2 ja toinen männän 20 etupäädyn 4 puolei- sessa otsapinnassa.

N Kuvion 13 mukaisessa ratkaisussa on myös esitetty männänvarren 5 vapaan pään 5 25 rakenne, joka on erilainen kuin aikaisemmin on esitetty.

Yhtä hyvin rakenne voisi o kuitenkin olla myös samanlainen kuin aikaisemmin on esitetty.

Kuvion 13 esittä- 7 mässä ratkaisussa ei ole erilista laippaa toista vastinpintaa 6c varten, vaan vastin- E pinta 6¢ on männänvarren 5 kiinnikkeen 8 yhteydessä.

Lisäksi tiiviste-elementti 6a S on nyt kiinnitetty etupäädyssä 4 olevaan ensimmäiseen vastinpintaan 6b.

Tiiviste- 5 5 elementti 6a voisi yhtä hyvin olla kiinnitetty toiseen vastinpintaan 6c tai se voisi olla irrallinen, männänvarrelle 5 kelluvasti sijoitettu rakenne. Kuviossa 14 on esitetty vielä yhtä edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylin- teriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja män- nänvarsi 5 lähes sisäänvedettynä. Tämäkin ratkaisu on ilman mitään hankaavia dy- naamisia tiivisteitä männän 20 ulkohalkaisijalla tai männänvarressa 5. Tämä rat- kaisu on muilta osin olennaisesti samanlainen kuin kuvion 13 mukainen ratkaisu, mutta tässä on esitetty myös männän 20 liikkeen vaimennukseen osallistuvat, aikai- semmin mainitut vakiovirtaustiet ja vaimennuksen virtaustiet säätöelimineen 14, 15. Lisäksi männän 20 rengasmaiset tiivisteet 21 on sijoitettu eri paikkaan kuin kuvion 13 mukaisessa ratkaisussa. Kuvion 14 mukaisessa ratkaisussa tiivisteet 21 on sijoi- tettu takapäädyn 2 ja etupäädyn 4 painetilan 11 puoleisissa päädyissä oleviin ren- gasmaisiin uriin siten, että tiivisteiden 21 ulkokehä on mahdollisimman lähellä pai- netilan 11 sisäkehää tai kiinni siinä. Selvyyden vuoksi kuviossa 14 männän tiivis- teistä 21 on esitetty vain kumpikin leikkauspinta, mutta ei leikkaustason takana ole- vaa puoliympyrän osaa.

Kuviossa 15 on esitetty vielä yhtä edullista keksinnön mukaista pneumatiikkasylin- teriä yksinkertaistettuna ja sivulta katsottuna sekä osittain halkileikattuna ja män- nänvarsi 5 lähes sisäänvedettynä. Tämäkin ratkaisu on ilman mitään hankaavia dy- naamisia tiivisteitä männän 20 ulkohalkaisijalla tai männänvarressa 5. Tämä rat- kaisu on muilta osin olennaisesti samanlainen kuin kuvion 13 mukainen ratkaisu, N mutta tässä on esitetty erilainen männän 20 tiivistysrakenne. Männän 20 rengas- 5 25 maiset tiivisteet 21 ovat erilaiset ja ne on sijoitettu eri paikkaan kuin kuvion 13 mu- o kaisessa ratkaisussa. Kuvion 15 mukaisessa ratkaisussa poikkileikkaukseltaan 7 olennaisesti V-kirjaimen muotoiset tiivisteet 21 on sijoitettu männän 20 kummallekin & puolelle, männän 20 ulkokehän ja männän kummankin päädyn väliseen kulmaan S tehtyyn, poikkileikkaukseltaan olennaisesti V-kirjaimen muotoiseen uraan siten, että = 30 kummankin tiivisteen 21 toinen haara ulottuu männän 20 päätytason ulkopuolelle. N Lisäksi tiivisteet 21 on siten sijoitettu, että niiden ja painetilan 11 sisäpinnan välissä on välys. Tällöin tiivisteet 21 eivät hankaudu männän 20 liikkuessa painetilan 11 sisäpintaa vasteen ja männän 20 sekä painetilan 11 sisäpinnan välissä on männän liikkuessa välys 20a.

Selvyyden vuoksi kuviossa 15 männän tiivisteistä 21 on esi- tetty vain kumpikin leikkauspinta, mutta ei leikkaustason takana olevaa puoliympy- rän osaa.

Kuvion 15 mukaisessa ratkaisussa männän 20 tiivistys tapahtuu männän 20 liikkeen kummassakin ääripäässä siten, että tiivisteen 21 männän 20 päädyn ulkopuolella oleva haara tiivistyy joko takapäädyn 2 tai etupäädyn 4 painetilan 11 puoleista päätypintaa vastaan.

Lisäksi kuvion 15 mukainen ratkaisu eroaa muista esitetyistä ratkaisuista siinä, että tiivistejärjestelyn 6 tiiviste-elementti 6a on nyt irrallinen, männänvarrelle 5 kelluvasti sijoitettu rakenne.

Yhtä hyvin tiiviste-elementti 6a voisi olla samanlainenkin kuin jo- kin edellä esitetty tiiviste-elementti 6a tai myös muunlainen rakenne.

Kuvioiden 13 - 15 mukaisessa rakenteessa on mäntä 20 liikkeensä aikana välyksen 20a verran irti painetilan 11 sisäpinnasta ja männän 20 tiivistys tapahtuu vasta män- nän 20 liikkeen kummassakin ääripäässä.

Mäntä 20 on siis järjestetty liikkumaan kosketuksettomasti painetilassa 11, jolloin männän 20 liikkeen aikana välys 20a on tiivistämätön ja välyksen 20a läpi tapahtuu tällöin paineväliaineen vuotoa.

Tällainen tiivistämätön välys 20a on edullinen rakenteiden pitkäikäisyyden kannalta, koska tii- visteet 21 eivät hankaa painetilan 11 sisäpintaa ja sillä tavoin kuumenna sitä.

Sa- moin hankaamattomat tiivisteet eivät kulu niin nopeasti.

Kaikissa edellä esitetyissä ja muissakin keksinnön mukaisissa ratkaisuissa männän 20 ja painetilan 11 sisäpinnan välissä voi edullisesti olla mainittu välys 20a tai vas- N taava ja männän 20 tiivistys voi olla toteutettu tiivisteillä 21 vasta männän liikkeen 5 25 ääriasennoissa. e 7 Keksinnön mukaisen järjestelyn yhtenä pääideana on poistaa pneumatiikkasylinte- E rin rakenteesta, edullisesti männästä 20 ja männänvarresta 5 niin monta hankaavaa S dynaamista tiivistettä kuin mahdollista.

Samalla poistetaan tiivisteistä aiheutuvia kit- = 30 koja, jotka saattavat muuttua sylinterin ulkoisen lämpötilan muuttuessa ja myös sy- N linterin ikääntyessä.

Tämä vähentää säätötarvetta.

Keksinnön mukaisessa pneuma- tiikkasylinterin rakenteessa ei ole sellaista männänvarren 5 ja männänvarren ohjaa- miseen käytetyn rakenteen välistä tiivistettä, joka olisi tiivistävässä kosketuksessa männänvarteen 5. Männänvarsi 5 on siis järjestetty liikkumaan olennaisen koske- tuksettomasti etupäädyn 4 porauksessa 17. Tiivisteiden poistaminen männänvar- resta 5 aiheuttaa sen, että männänvarren 5 ja etupäädyn porauksen 17 välisestä välyksestä 25 tapahtuu ilmavuotoa ulospäin. Tämä vuoto on myös osaltaan hyvä, koska se auttaa poistamaan männänvarteen 5 takertunutta likaa. Keksinnön mukai- sessa järjestelyssä tämä vuoto tukitaan vasta männänvarren 5 sisäänmenoliikkeen lopussa elastisella tiiviste-elementillä 6a, joka on pitkäikäinen, koska se ei joudu alttiiksi hankausliikkeelle, kuten tunnetun tekniikan mukaiset männänvarren tiivis- teet.

Edullisesti mäntäkin 20 on järjestetty liikkumaan olennaisen kosketuksettomasti pai- netilassa 11 ja männän 20 tiivistys on toteutettu vasta männän 20 liikkeen ääri- päissä.

Männän 20 liikkeen vaimennuksen säätö männän 20 liikkeen loppupäässä tehdään keksinnön mukaisessa järjestelyssä käyttämällä jousikuormitteista paineenrajoitus- venttiiliä, eli aikaisemmin mainittua vaimennuksen säätöelintä 14, 15, jolla sääde- tään vaimennusvaiheessa poistuvan ilmavirtauksen maksimipainetta. Vaimennuk- sen säätöä varten keksinnön mukaisessa järjestelyssä siis säädetään ilmavirtauk- sen maksimipainetta, kun taas tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa sääde- tään yleisesti virtausaukon kokoa, eli itse virtausta.

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä männän 20 liikettä ohjataan käyttämällä yhtä N tai useampaa sellaista venttiiliä, joilla sylinterin painetilaan 11 voidaan johtaa pai- 5 25 netta ja poistaa sieltä painetta. Eräs edullinen ratkaisu on käyttää 5/2 venttiiliä. Täl- o löin paine johdetaan vuorotellen sylinterin etupäädyssä 4 olevaan toiseen virtaus- 7 kanavaan 12 ja takapäädyssä 2 olevaan ensimmäiseen virtauskanavaan 9, jotka & kumpikin haarautuvat kahdeksi virtaustieksi.

S 3 30 Takapäädyn 2 ensimmäinen haarautuva virtaustie käsittää vastaventtiilin 10, jonka N kautta painetta johdetaan sylinterin painetilaan 11. Takapäädyssä 2 olevan ensim- mäisen virtauskanavan 9 toinen haara jatkuu sylinterin painetilaan 11 myös vaimen- nuselementissä 16 olevan keskikanavan 16a kautta. Tähän ensimmäisen virtauskanavan 9 toiseen haaraan yhtyvät myös sylinterin painetilaan 11 yhdistetty vakioreikäinen vakiovirtaustie 14b ja vaimennuksen maksimipaineen säätöelimen 14, kuten säätöventtiilin käsittävä vaimennuksen säädettävä virtaustie 14a.

Johdettaessa kaasumaista paineväliainetta, kuten ilmaa, takapäädyssä 2 sijaitse- van ensimmäisen virtauskanavan 9 kautta sylinterin painetilaan 11, pieni määrä pai- neväliainetta kulkeutuu myös sekä vakiovirtaustien 14b kautta että ensimmäisen vaimennuselementin 16 välyksen 24a kautta. Sylinterin männän 20 liikuttua jonkin matkaa, avautuu ensimmäisen vaimennuselementin 16 tilan kautta kulkeva, virtaus- tienä toimiva keskikanava 16a kokonaan. Männän 20 liikkuessa takaisinpäin silloin, kun toinen virtauskanava 12 on paineistettu, paine poistuu aluksi rajoituksetta en- simmäisen vaimennuselementin 16 keskikanavan 16a kautta, kunnes vaimennus- elementti 16 rajoittaa virtausta, jolloin samanaikaisesti pieni määrä painetta poistuu vakiovirtaustien 14b kautta. Sen jälkeen, kun ensimmäinen vaimennuselementti 16 on rajoittanut virtausta, alkaa paine kohota painetilassa 11. Kun painetilassa 11 oleva paine on kohonnut halutulle tasolle, aukeaa säätöelimen 14 paineenrajoitus- venttiili ja paineväliaineen virtaus pääsee kulkeutumaan takapäädyssä 2 olevaan ensimmäiseen virtauskanavaan 9 ja sieltä ohjausventtiilin kautta ulos järjestel- mästä. Painetilan 11 kohonnut paine männän 20 ja takapäädyn 2 välissä rajoittaa männän 20 ja siten myös pneumatiikkasylinterin liikuttaman massan, esimerkiksi pyörösahan terän, liikettä sopivasti estäen iskun lopussa tapahtuvan mekaanisen rasituksen.

N Vastaavasti etupäädyn 4 ensimmäinen haarautuva virtaustie käsittää vastaventtiilin 5 25 13, jonka kautta painetta johdetaan sylinterin painetilaan 11. Etupäädyssä 4 olevan o toisen virtauskanavan 12 toinen haara jatkuu myös sylinterin painetilaan 11 toisen 7 vaimennuselementin väistötilan 19 kautta. Tähän toisen virtauskanavan 12 toiseen & haaraan yhtyvät myös sylinterin painetilaan 11 yhdistetty vakioreikäinen vakiovir- S taustie 15b ja vaimennuksen maksimipaineen säätöelimen 15, kuten säätöventtiilin = 30 käsittävä vaimennuksen säädettävä virtaustie 15a. Etupäädyn 4 vastaventtiili 13 vir- N tausteineen ja männän 20 edestakaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet 15, 15a, 15b, 18, 18a ja 19 toimivat olennaisesti samalla tavoin kuin edellä mainitut takapäädyn 2 vastaavat rakenteet. Kuvioiden 13 ja 15 esittämässä yksinkertaistetussa rakenteessa ei ole edellä mai- nittuja virtausteitä 14a, 14b, 15a ja 15b eikä säätöventtiileitä 14, 15. Tällöin männän 20 liikkeen alussa ensimmäisen virtauskanavan 9 paineväliaine etupäädyssä 2 kul- kee sylinterin painetilaan 11 ensimmäisen vastaventtiilin 10 ja sen virtaustien kautta. Lisäksi pieni määrä paineväliainetta voi kulkeutua myös ensimmäisen vaimennus- elementin 16 välyksen 24a kautta.

Vastaavasti kuvioiden 13 ja 15 esittämässä rakenteessa männän 20 miinusliikkeen alussa etupäädyssä 4 olevan toisen virtauskanavan 12 paine purkautuu painetilaan 11 toisen vastaventtiilin 13 ja sen virtaustien kautta. Samanaikaisesti pieni määrä paineväliainetta purkautuu myös toisen vaimennuselementin väistötilan 19 välyksen 18a kautta. Kun mäntä 20 on liikkunut sellaisen matkan kohti takapäätyä 2, että toinen vaimennuselementti 22 on siirtynyt ulos toisesta vaimennuselementin väistö- tilasta 19, paine purkautuu painetilaan 11 vapaasti toisen vaimennuselementin väis- tötilan 19 kautta.

Alan ammattilaiselle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu ai- noastaan edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitet- tävien suojavaatimusten puitteissa. Niinpä esimerkiksi pneumatiikkasylinterin ra- kenne, päätyineen, painetiloineen, mäntineen, virtausteineen, vaimennuksineen, tii- N visteineen ja säätöelimineen voi olla erilainenkin kuin kuvioissa on esitetty. Samoin 5 25 rakenteeseen voi olla yhdistetty edellä esitettyjä vaihtoehtoisia rakenteita sopivin eri @ tavoin.

= a Alan ammattilaiselle on myös selvää, että painetilasta säädettävän vaimennuksen S virtaustien kautta kumpaankin virtauskanavaan johtava, esimerkkisovellutuksissa 5 5 mainittu vakiovirtaustie voi myös olla säädettävä virtaustie. Tällöin voidaan edulli- sesti säätää esimerkiksi mainitun virtaustien poikkileikkauspinta-alan kokoa. Alan ammattilaiselle on vielä myös selvää, että männän tiivisteiden sijoitus voi olla erilainenkin kuin edellä on esitetty. Tiivisteet voivat olla painetilan sisäkehällä esi- merkiksi siten, että vastinpinta männässä voi olla myös joku muu kuin suora otsa- pinta, esimerkiksi viiste, pyöristys tai jopa männän ulkokehälle ulottuva pinta. Edul- lista tällöin on, että männän liikkeen aikana männän ja painetilan sisäkehän välinen välys on tiivistämätön.

N O N

O o

O

I a a

O

O 5

N O

N 5

Claims (15)

SUOJAVAATIMUKSET

1. Järjestely pneumatiikkasylinterissä, joka pneumatiikkasylinteri käsittää takapää- dyn (2), etupäädyn (4) ja näiden välisen painetilan (11), johon painetilaan (11) on sijoitettu painetilassa (11) edestakaisin liikkuva mäntä (20), johon kuuluu männän- varsi (5), jonka vapaa pää on järjestetty ulottumaan ulos painetilasta (11) etupää- dyssä (4) olevan, männänvartta (5) ohjaavan rakenteen (17) kautta, jonka ohjaavan rakenteen (17) ja männänvarren (5) välissä on välys (25) paineväliaineen johta- miseksi pois painetilasta männänvarren (5) liikkeen aikana, ja että pneumatiik- kasylinteri edelleen käsittää männän (20) ensimmäiselle puolelle johtavan painevä- liaineen ensimmäisen virtauskanavan (9) sekä männän (20) toiselle puolelle johta- van paineväliaineen toisen virtauskanavan (12), ja männän (20) edestakaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet, joihin kuuluu ainakin ensimmäinen vai- mennuselementti (16) ja toinen vaimennuselementti (22), ja männän (20) edesta- kaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet käsittävät vaimennuksen ai- kana poistuvan virtauksen määrää rajoittavan ensimmäisen rakenteen (24) ja vai- mennuksen aikana poistuvan virtauksen määrää rajoittavan toisen rakenteen (18), ja pneumatiikkasylinterissä on tiivistejärjestely (6), joka on järjestetty sulkemaan pai- neväliaineen virtauksen ulos pneumatiikkasylinteristä välyksen (25) kautta männän- varren (5) ja sen liikuttaman kuorman ollessa sisimmäisessä ääriasennossa, tun- nettu siitä, että tiivistejärjestely (6) käsittää etupäädyssä (4) olevan ensimmäisen vastinpinnan (6b), männänvarren (5) mukana liikkuvan toisen vastinpinnan (6c) ja vastinpintojen välissä olevan joustavan tiiviste-elementin (6a).

N a 25

2. Suojavaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vaimennuksen ai- o kana poistuvan virtauksen määrää rajoittavan ensimmäisen rakenteen (24) ja en- 7 simmäisen vaimennuselementin (16) välissä on välys (24a), ja että vaimennuksen

T a

S = 5 aikana poistuvan virtauksen määrää rajoittavan toisen rakenteen (18) ja toisen vai- mennuselementin (22) välissä on välys (18a).

3. Suojavaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että tiiviste-ele- mentti (6a) on järjestetty puristumaan vastinpintojen (6b) ja (6c) väliin männänvar- ren (5) ollessa sisimmäisessä ääriasennossaan.

4. Suojavaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että tiiviste-ele- mentti (6a) on sijoitettu männänvarrelle (5) kelluvaksi rakenteeksi.

5. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että männän (20) edestakaista liikettä liikkeen ääripäissä vaimentavat rakenteet käsittä- vät paineväliaineen virtaustiet (14a, 14b, 15a ja 15b) säätöelimineen (14 ja 15).

6. Suojavaatimuksen 5 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vaimennuksen sää- töä varten vaimennuksen säädettävän virtaustien (14a, 15a) yhteydessä on vaimen- nuksen säätöelin (14, 15) vaimennusvaiheessa poistuvan paineväliaineen virtauk- sen maksimipaineen säätämiseksi.

7. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että männänvarren (5) ja sitä ohjaavan rakenteen (17) välisestä välyksestä (25) purkau- tuvan väliaineen virtausta rajoitetaan virtausrajoittimella (28).

N 8. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen 5-7 mukainen järjestely, tunnettu siitä, 5 25 että järjestelyyn kuuluva paineväliaineen virtaustie (14b) on vakiovirtaustie, joka on o yhdistetty painetilasta (11) ensimmäiseen virtauskanavaan (9) takapäädyssä (2) 7 olevan vaimennuksen säädettävän virtaustien (14a) kautta.

T a S 9. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen 5-8 mukainen järjestely, tunnettu siitä, = 30 että järjestelyyn kuuluva paineväliaineen virtaustie (15b) on vakiovirtaustie, joka on 5 yhdistetty painetilasta (11) toiseen virtauskanavaan (12) etupäädyssä (4) olevan vaimennuksen säädettävän virtaustien (15a) kautta.

10. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että männän (20) nopean liikkeellelähdön varmistamiseksi painetilan (11) ja virtauska- navan (9, 12) välissä on paineväliaineen virtauksen painetilan (11) suuntaan salliva ja painetilan (11) suunnasta virtauskanavan (9, 12) suuntaan estävä vastaventtiili (10, 13) virtausteineen.

11. Suojavaatimuksen 10 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vastaventtiilin (10) virtaustien poikkipinta-ala on suurempi kuin painetilasta (11) ensimmäiseen vir- tauskanavaan (9) johtavien männän (20) liikkeen vaimennukseen osallistuvien vir- tausteiden (14a, 14b) ja ensimmäisen vaimennuselementin (16) keskikanavan (16a) yhteinen poikkipinta-ala, ja että vastaventtiilin (13) virtaustien poikkipinta-ala on suu- rempi kuin painetilasta (11) toiseen virtauskanavaan (12) johtavien, männän (5) liik- keen vaimennukseen osallistuvien virtausteiden (15a, 15b) ja välyksen (18a) yhtei- nen poikkipinta-ala.

12. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että männän (20) ja painetilan (11) sisäpinnassa on paineväliaineen vuotoa männän (20) liikkeen aikana läpipäästävä välys (20a), joka on järjestetty tiivistettäväksi tiivistei- den (21) avulla männän (20) liikkeen kummassakin ääriasennossa. N

13. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että 5 25 männän (20) tiivistämiseksi pneumatiikkasylinterin painetilassa (11) on vähintään o kaksi rengasmaista tiivistettä (21), joista ensimmäinen on järjestetty tiivistymään 7 männän (20) ensimmäistä otsapintaa vasten männän (20) ollessa sisimmässä

T a

S = 5 ääriasennossaan ja joista toinen on järjestetty tiivistymään männän (20) toista otsa- pintaa vasten männän (20) ollessa ulommassa ääriasennossaan.

14. Jonkin edellä olevan suojavaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että pneumatiikkasylinterin takapäädyssä (2) on kiinnike (1), joka on järjestetty liikku- maan takapäädyn (2) suhteen männän (20) iskujen voimasta.

15. Suojavaatimuksen 14 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että kiinnike (1) on sijoitettu paikalleen pneumatiikkasylinterin takapäätyyn (2) vaimennuselementtien (35, 36) välityksellä siten, että ensimmäinen vaimennuselementti (35) on järjestetty vaimentamaan männän (20) ulospäin suuntautuvan iskun voimaa ja toinen vaimen- nuselementti (36) on järjestetty vaimentamaan männän (20) sisäänpäin suuntautu- van iskun voimaa.

N

O

N

O o

O

I a a

O

O 5

N

O

N 5