JP2023506142A - クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ - Google Patents

Abstract

本発明は、ピストンユニットがピストン主部とリング本体とを含む、クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダに関する。リング本体の外部は、ピストンリング間隙を有するピストンリングを受け入れ、リング本体のリング開口部は、ピストン主部のガイドピンを受け入れ、リング間隙は、リング本体とガイドピンとの間に形成され、リング本体は、ピストン主部に対して軸方向および半径方向の遊びを有する。リング本体は、ピストン主部側に軸方向リング面を有し、ピストン主部は、軸方向リング面とは反対側のリング本体側に軸方向対向リング面を有する。ピストンユニットは、クッション領域内への内側への移動中に、ピストンリングが圧力媒体接続部を軸方向に通過し、ピストンユニットが減衰圧力媒体容積を封入し、ピストンユニットは、内側への移動中に第１の動作状態にあり、外側への移動中に第２の動作状態にあるように設計され、第１の動作状態では、ピストン主部側の軸方向リング面とリング本体側の軸方向対向リング面とが互いに対して着座し、封止面を形成し、ピストンリング間隙は、減衰圧力媒体容積の流出を絞るために構成され、第２の動作状態では、ピストン主部側の軸方向リング面とリング本体側の軸方向対向リング面とは、圧力媒体流入のための軸方向間隙を有する。

Description

本発明は、クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダに関する。

規定された範囲内で、油圧作動シリンダ内のピストンの移動を常にまたは漸進的に減速させる様々な変形形態の解決策が、従来技術から知られている。通常、移動は、減衰要素を使用して作動液の流出を絞ることによって減速される。この減衰要素は、作動液が流出することができる断面を減少させる。

例えば、欧州特許第０９４９４２２号明細書は、内側シリンダ壁に対して弾性的に着座する減衰リングのリング間隙が流れ制限狭窄部として機能する解決策を開示している。シリンダの減衰領域は、漸進的な減衰効果のために円錐形の設計を有する。したがって、減衰リングは圧縮され、減衰リングのリング間隙は、減衰領域内の漸進的な移動に伴って漸進的に低減される。一方では、これは最新技術に重要な貢献をする実証済みの解決策であるが、他方では、ピストンおよび内側シリンダ壁の間隙寸法の必要な精度のために、その製造は技術的に非常に厳しい。

最新技術の１つの問題は、座屈荷重によって引き起こされ、これは、これらがガイド閉鎖部のガイドおよびピストンのガイドバンドに変形をもたらし、ピストンが内側シリンダ壁に対して擦れないことを確実にするためにピストンと内側シリンダ壁との間に比較的大きな間隙サイズを必要とするためである。これは、最も正確な減衰効果の提供と矛盾する。

欧州特許第０９４９４２２号明細書

本発明の課題は、減衰の高精度で容易な調整を提供し、ピストンユニットに対する高い曲げ応力および異なるシリンダ設計にも適し、高レベルの堅牢性および動作信頼性を有し、さらに、単純かつ費用効率の高い方法で製造され得る、クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ用の減衰システムを開示することである。

この課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。好ましい追加の実施形態は、従属請求項から生じる。

本発明によれば、クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダは、シリンダとピストンユニットとを備える。

本発明によるシリンダは、シリンダチューブと、第１の閉鎖部と、第２の閉鎖部とを含む。

本発明によれば、第１の閉鎖部は、第１のシリンダチューブ端部に配置され、第２の閉鎖部は、シリンダチューブの第２のシリンダチューブ端部に配置される。２つの閉鎖部は、それぞれのシリンダチューブ端部に耐圧式に接続されるように配置される。このような接続を提供するために、２つの閉鎖部の各々は、共通の周方向接触面に沿ってシリンダチューブに溶接されることが好ましい。他の接続、例えばねじ継手も可能である。

シリンダチューブおよび閉鎖部は、本発明によるシリンダ内部を形成する。シリンダ内部は、閉鎖部およびシリンダチューブによって形成され、システムが意図したように使用される場合に圧力媒体が配置されるシリンダの内部空間であると理解されるべきである。さらに、ピストンはシリンダ内部に配置される。

本発明によれば、シリンダは、少なくとも１つの端部領域に減衰領域を有する。減衰領域は、ピストンユニットが移動する場合に減衰（クッション効果）が生じるシリンダ内部の領域である。

減衰は、ピストンユニットの移動を遅くする力であると理解されたい。

減衰領域は、シリンダチューブの少なくとも１つの端部領域に配置され、圧力媒体接続部と、この端部領域に配置された閉鎖部によって達成される軸方向境界との間のシリンダ内部の部分を含む。

本発明によれば、シリンダは、側方に配置された圧力媒体接続部を有し、圧力媒体接続部は、減衰領域に割り当てられ、シリンダ内部の軸方向境界から軸方向に離間されている。

減衰領域は、圧力媒体接続部と軸方向境界との間に延在する。軸方向境界は、ピストンユニットの追加の移動を物理的に阻止し、したがって、片側でピストンユニットの最大移動経路を軸方向に画定する。

軸方向境界は、閉鎖部によって形成されることが好ましい。この目的のために、閉鎖部は、ピストンユニットがその端部位置をとるようにピストンユニットが着座することができる適切な停止面を有する。

特別な設計では、作動中のピストンユニットの端部位置は、軸方向境界に達する前に配置され得る。

本発明によれば、ピストンユニットは、ピストン主部と、リング本体とを有する。好ましくは、ピストンユニットは、ピストンロッドとピストンとからなり、ピストンは、ピストン主部とリング本体とを備える。以下、ピストン主部およびリング本体を総称してピストンともいう。

作動シリンダの型に応じて、ピストン主部は異なる設計を有することができる。例えば、ピストンロッドは、ピストン主部を完全に通って案内され、またはピストン主部内に部分的にのみ案内され得る。さらに、ピストンユニットは、モノリシック部品として設計されることができ、そのときピストンロッド部分およびピストン部分のみを有することができる。

本発明によれば、ピストンユニットは、第１の閉鎖部を摺動可能に通過し、シリンダ内部に少なくとも１つの作動室を形成する。

第１の閉鎖部は、ピストンユニットを摺動式に受け入れるように設計され、この目的のためのシール要素およびガイドを有する。

本発明によれば、ピストン主部は、軸方向に変位可能であるようにシリンダ内部のガイドによって案内される。

この設計では、ピストン主部は、ガイド用の少なくとも１つの受け部を有する。受け部は、好ましくは、ガイドリングがガイドとして挿入される溝として設計される。

本発明によるリング本体は、半径方向外側面に周方向内側リング溝を有する。この内側リング溝には、ピストンリングが配置されている。

この目的のために、周方向内側リング溝は、ピストンリングを受け入れ、ピストンリングをその軸方向位置に固定するように設計されている。さらに、周方向内側リング溝は、少なくともそれ自体を弾性的に変形させることができる程度までピストンリングの半径方向移動を可能にするように設計される。これは、周方向内側リング溝の十分な深さによって達成される。

本発明によれば、ピストンリングは、内側シリンダ壁に対して弾性的に着座し、ピストンリング間隙を有する。

この目的のために、ピストンリングは、弾性的に、特に半径方向に弾性的な設計で設けられ、その弛緩状態では、シリンダチューブの内径よりも大きい外径を有する。

ピストンユニットがシリンダチューブ内に挿入されると、ピストンリングは、周方向の内側リング溝内で応力状態となり、内側シリンダ壁に対して着座する。この応力状態では、ピストンリングは弾性変形し、その外径およびピストンリング間隙の大きさを減少させる。

本発明によれば、リング本体は、リング開口部内にピストン主部のガイドピンを受け入れ、リング本体の半径方向内側側面とガイドピンとの間にリング間隙を形成する。リング開口部は、好ましくは中空円筒状凹部である。しかしながら、ガイドピンによって案内され得るように設計されていれば、それは異なる幾何学的形状もまた有することができる。リング本体は、そのリング開口部をピストン主部のガイドピン上に配置することができるように設計される。

ガイドピンは、ピストン主部の構成要素である。ガイドピンは、好ましくは、ピストン主部の先細部分である。しかしながら、それは接続された構成要素でもあり得る。ガイドピンは、減衰されるべきエンドストロークに面するピストンユニットの端部に配置される。ガイドピンは、円筒状であることが好ましい。そして、ガイドピンの外径は、リング開口部の内径よりも小さい。しかしながら、ガイドピンはまた、リング本体を案内するのに適した任意の他の形状を有することができる。

本発明による解決策は、リング本体がピストン主部に対して軸方向の遊びおよび半径方向の遊びを有することを特に特徴とする。以下では、半径方向の遊びに起因して、リング本体を浮動リング本体とも呼ばれる。

ガイドピン上のその位置において、リング本体の軸方向移動は、阻止要素によって制限される。阻止要素は、好ましくは、ガイドピンに配置された対応するリング溝に挿入されるシーガーサークリップリングとして設計される。ピストン主部に配置することができ、リング本体の遊びを軸方向に制限することができる阻止要素の他の設計も可能である。

本発明によるリング本体は、ピストン主部側に軸方向リング面を有し、ピストン主部は、リング本体側に対向する軸方向対向リング面を有する。

本発明によれば、ピストンユニットは、減衰領域内への内側への移動中に、ピストンリングを有するピストンユニットが圧力媒体接続部を軸方向に通過し、減衰領域内で減衰領域空間内の減衰圧力媒体容積を封入するように設計される。

ピストンリングは、内側への移動中に圧力媒体接続部を通過すると、減衰領域に到達する。同時に、減衰圧力媒体容積が封入される。ここで、圧力媒体は、もはや圧力媒体接続部を介して作動室から直接流出することができない。

減衰領域空間は、ピストンリングが圧力媒体接続部を通過したときにピストンユニット、閉鎖部、およびシリンダチューブによって制限されるシリンダ内部の部分を画定する。減衰領域空間のサイズは、ピストンユニットが軸方向端部位置に向かって軸方向移動を続けると減少する。

減衰領域空間内に封入され、そこから流出する圧力媒体の部分は、減衰圧力媒体容積と呼ばれる。

本発明によるピストンユニットは、内側への移動中に減衰領域内で第１の動作状態を有し、外側への移動中に減衰領域内で第２の動作状態を有するように設計される。以下、第１の動作状態を減衰動作状態ともいう。以下、第２の動作状態を外側への移動の動作状態ともいう。

本発明によれば、第１の動作状態では、ピストン主部側の軸方向リング面とリング本体側の軸方向対向リング面とが互いに接触して封止面を形成する。

内側への移動中に、圧力媒体接続部における圧力と比較して、減衰領域空間内の圧力も増加するように、減衰圧力媒体容積はピストンユニットによって封入される。

したがって、本発明によれば、減衰動作状態では、圧力媒体接続部における圧力と比較して減衰圧力媒体容積の過圧が存在する。さらに、本発明によるピストンリング間隙は、減衰圧力媒体容積の流出を絞るために構成される。

減衰動作状態では、封入された圧力媒体の圧力、すなわち減衰圧力媒体容積は、作動室の残りの部分に存在する動作圧力を超え、その結果、リング本体は、ピストン主部側のその軸方向リング面でリング本体側の軸方向対向リング面に押し付けられ、そこに封止面を形成する。動作圧力は、作動室の残りの部分の圧力に対応する、圧力媒体接続部に加えられる圧力媒体の圧力であると理解されたい。

減衰動作状態では、圧力媒体はピストンリング間隙を通ってのみ流出することができる。減衰圧力媒体容積の流出の減速は、ピストンユニットの内側への移動を打ち消す力効果をもたらす。

本発明によれば、軸方向間隙は、第２の動作状態では、ピストン主部側の軸方向リング面とリング本体側の軸方向対向リング面との間に形成される。以下、このピストン主部側の軸方向リング面とリング本体側の軸方向対向リング面との間の軸方向間隙は、単に軸方向間隙とも呼ばれる。

これは、外側への移動動作状態では、動作圧力が減衰領域空間内の減衰圧力媒体容積の圧力よりも高いという事実に基づいている。リング本体は、リング本体側のピストン主部の軸方向対向リング面から離れ、ピストン主部とリング本体との間に軸方向間隙が形成される。

本発明によれば、軸方向間隙およびリング間隙は、圧力媒体入口チャネルを形成する。圧力媒体入口チャネルは、減衰領域空間への圧力媒体の流入のために設計されている。

実際、圧力媒体の流入は、ピストンリング間隙によって画定される残りの断面を介しても可能である。しかしながら、特に減衰領域内に円錐形断面を有する漸進的減衰の場合、ピストンリング間隙の断面は非常に小さいため、そのとき非常に長い遅滞を伴ってようやく能動的な外側への移動が可能になり、加えて、この目的のためにピストンリング間隙にわたるかなりの圧力損失が克服される必要がある。

ピストン主部側のリング本体の軸方向リング面とリング本体側のピストン主部の軸方向対向リング面との間の軸方向間隙、ならびにリング本体の半径方向内側側面とガイドピンとの間の半径方向リング間隙は、ピストンリング間隙の断面とは無関係に、圧力媒体が減衰領域空間に流入することを可能にする構造的に設計可能な断面を有する圧力媒体チャネルを形成する。

このようにして、ピストンユニットは、望ましくない減衰なしにその端部位置および減衰領域から外へ移動される。これにより、ピストンユニットは、外側への移動を実行する。

加えて、驚くべきことに、リング本体およびその軸方向の遊びに起因して実質的に遅滞なく外側への移動を開始することができることが見出された。これは、圧力媒体接続部に圧力が加えられると、リング本体がピストン主部から離れるように軸方向に能動的に移動されるという事実に基づいている。この移動を引き起こす力は、ピストン主部の側のリング表面の表面積、および圧力媒体接続部における圧力と減衰領域空間内の減衰圧力媒体の圧力との間の圧力差に起因する。その軸方向移動において、リング本体は中実体として設計されており、したがって、リング本体は、減衰領域空間内の減衰圧力媒体の部分容積を変位させるように設計されており、その結果、圧力媒体はピストン主部を押圧し、ピストンユニットは遅滞なく端部位置から変位する。外側への移動の動作状態のこの初期段階は、実際には、ピストンリング本体がサークリップでその軸方向の遊びの遊び終了位置に到達するまでのみ提供される。しかしながら、この状態では、軸方向間隙は、有利には完全に開いているので、その結果、圧力媒体は圧力媒体入口チャネルを介して減衰領域空間に流入することができ、したがって、不都合な遅滞なしに中断されない外側への移動が継続され得る。

本発明によるクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダは、特に以下の利点を有する。

驚くほど簡単な解決策が、浮動リング本体を提供することによっていくつかの技術的問題を同時に解決することが見出された。

第１に、リング本体は、その浮動軸受のためにピストン主部の正確な半径方向位置から分離される。自己調整の方法では、リング本体は常に、半径方向に弾性のピストンリングによってその半径方向位置で内側シリンダ壁に正確に追従する。これは、特に座屈荷重下でのピストンロッドの変形の結果として、ピストン主部がその半径方向位置に悪影響を受ける場合でも特に当てはまる。

別の利点は、リング本体がいかなる径方向の力も内側シリンダ壁に伝達する必要がないことである。

これはまた、有利には、リング本体の外側面と内側シリンダ壁との間に、内側シリンダ壁と擦れる危険なしに、特に小さい間隙サイズを提供することを可能にし、これは従来技術によれば不可能である。

特に正確なクッション付きエンドストロークがリング本体によって、したがって全く同じ構成要素によって提供され得ることも有利である。特定の精度は、その半径方向位置にあるリング本体が、この場合には特に円錐形状とすることができる減衰領域の内側シリンダ壁のそれぞれの形状にも従うという事実に基づいている。

さらに、特に設計上の労力をほとんど伴わずに、浮動リング本体に軸方向の遊びを有利に設けることができ、したがって、２つの異なる動作状態を減衰動作状態および外向き動作状態の形態で提供することができ、一方では内側への移動中に正確な減衰効果を可能にし、他方では能動的な外側への移動中に減衰を回避することを可能にする。

さらに、リング間隙の断面は、有利には、半径方向の遊び内のリング本体およびガイドピンの半径方向の位置関係に関係なく常に一定であり、リング本体の内径とガイドピンの外径との間の差によって簡単な方法で画定され得る。

また、減衰特性および外側への移動特性は、圧力媒体接続部の軸方向間隔、減衰領域内の内側シリンダ壁の形状、ピストンリング間隙の幅または半径方向間隙およびリング間隙の幅の選択など、簡単な構造的手段によって特定の要件に適合させることができることも有利である。さらに、これは、該当する場合、各エンドストロークに対して別々に行われ得る。

さらに、リング本体が中実体として設計されている場合、リング本体およびリング本体の軸方向の遊びによって、遅滞なく外側への移動を提供できることが有利である。

さらに、クッション付きエンドストロークを一端部位置のみ、および両端部位置の両方に設けることができることが有利である。

加えて、この解決策は、特に差動作動シリンダ、同調シリンダ、プルシリンダまたはプランジャシリンダなどの異なるシリンダタイプで使用され得る。

弾性ピストンリングは、内側シリンダ壁に対して張力がかけられており、製造によって生じるシリンダチューブの逸脱を有利に補償することもでき、したがって、高精度の減衰が可能になる。

リング本体と内側シリンダ壁との間の一定の距離は、磁気位置センサを非常に確実に使用することができ、ピストンユニットの正確な軸方向位置データを提供することができるという利点をもたらす。

最後に、特定の利点は、高い堅牢性、高い動作信頼性、および技術的に良好な製造性である。

有利な追加的発展形態によれば、リング本体の軸方向の遊びは、サークリップによってピストン中心から軸方向遠位に制限される。

この目的のために、サークリップはガイドピンの溝に挿入されるが、サークリップは溝によって完全には収容されない。サークリップは、特に、高価ではなく、標準的な構成要素として入手可能なシーガーサークリップリングであることができる。

したがって、リング本体の軸方向の遊びは、一方向ではピストン主部の軸方向対向リング面によって制限され、他方向ではサークリップによって制限される。

利点は、構造的に非常に単純であり、同時に信頼性の高い手段、すなわちリング本体に対するサークリップの軸方向距離によって、リング本体の軸方向の遊び、したがって、ピストン主部側の軸方向リング面とリング本体側の軸方向対向リング面との間の軸方向間隙の可能な幅が、圧力媒体入口チャネルの一部分として画定され得ることである。このようにして、第２の動作状態における外側への移動の可能な速度もまた、特に影響を受け得る。

追加の発展的な実施形態によれば、ガイドピンは、本明細書では圧力媒体入口チャネルの一部として形成される軸方向溝を有する。

軸方向溝は、ガイドピンと共に軸方向に延びる少なくとも１つの溝である。軸方向溝は、いくつかの溝によって形成されることもできる。

軸方向溝によって、リング間隙の断面は簡単に広げられることができ、したがって軸方向間隙と併せて、第２の動作状態における圧力媒体流入の選択的調整のために有利に使用され得る。このようにして、減衰領域内の外側への移動の達成可能な速度が決定され得る。圧力媒体入口チャネルの断面は、リング本体の半径方向の遊びとは無関係に、軸方向溝によって有利に拡大され得る。

有利な追加の発展形態によれば、シリンダは位置センサを有する。位置センサは、リング本体の位置を記録するように設計されている。

位置センサは、ピストン移動中の特性の容量、磁気的、機械的または電磁的変化を記録および評価する測定方法によってピストンユニットの位置を検出する。ピストン位置を決定するための様々な位置センサが従来技術から知られている。例えば、磁気設計の場合、リードスイッチを検出目的に使用することができる。

この追加の発展形態は、極めて正確な位置検出が提供され得るため、特に有利である。この精度は、リング本体がピストン主部に対して、半径方向の遊びを伴って、すなわち浮動設計で取り付けられるという事実に基づいている。シリンダチューブに対するリング本体の正確な半径方向位置は、ピストン本体の半径方向位置の不正確さによって影響されないままであり、これは、リング本体がピストンリングを介して内側シリンダチューブ壁によって直接案内されるため、特に座屈荷重、動的荷重、またはガイドの不均一な摩耗の結果として起こり得る。これは、リング本体と内側シリンダ壁との間に常に正確な間隙サイズがあり、さらに、間隙サイズは従来技術と比較してかなりより小さい設計で提供され得ることを意味する。位置センサは、シリンダチューブに対して固定位置に配置される。リング本体と位置センサとの間の確実な半径方向距離は、軸方向位置検出の精度を著しく高めることができることが分かった。

別の追加の発展形態によれば、内側シリンダ壁は、減衰領域において先細にされ、第１の動作状態では、ピストンリングは、漸進的な内側への移動によってピストンリング間隙を狭めるように設計される。

内側シリンダ壁が減衰領域内で先細にされている場合、ピストンリングは、その外径が内側シリンダ壁のますます小さくなる内径に適合しなければならないため、内側への移動中にますます張力がかけられる。これはまた、ピストンリング間隙を漸進的に減少させ、減衰圧力媒体容積の流出の断面積が減少する。

したがって、減衰領域の減衰効果は最大に増大する。そして、先細のレベルは、カバーされる内側への移動経路に従って減衰効果の増加を決定する。

しかしながら、内側シリンダ壁はまた、最初に円錐形部分を有し、次いで、内側への移動に伴って減衰領域内に再び円筒形部分を有することができる。この場合、減衰効果は円錐形部分で最大に増加するが、減衰領域の次の円筒形部分では、達成される最大減衰効果は、端部位置に達するまで有効であり続ける。したがって、減衰効果の経過を特定の要件に適合させることもできる。

有利な追加の発展形態によれば、シリンダは、端部領域の軸方向反対側の追加の端部領域に追加の減衰領域を有する。

この有利な追加の発展形態によれば、シリンダは、側方に配置された追加の圧力媒体接続部を有し、追加の圧力媒体接続部は、追加の減衰領域に割り当てられ、軸方向境界に対向するシリンダ内部の追加の軸方向境界から軸方向に離間される。

追加の圧力媒体接続部、追加の減衰領域、および追加の軸方向境界の機能および設計は、基本的に、圧力媒体接続部、減衰領域、および軸方向境界の機能および設計に対応する。

追加の減衰領域および追加の圧力媒体接続部は、第２のシリンダチューブ端部で第２の閉鎖部に空間的に近接して配置される。

有利な追加の発展形態によれば、ピストンユニットは、リング本体の軸方向反対側に配置された追加のリング本体を有し、ピストン主本体は、ガイドピンの軸方向反対側に配置された追加のガイドピンを有する。

追加のリング本体は、リング本体と同様に設計され、ピストンユニットの反対側に配置される。追加のガイドピンはまた、追加のリング本体の軸方向の遊びを制限する少なくとも１つの追加の阻止要素を有する。

好ましくは、この追加の阻止要素はまた、追加のガイドピンの追加の溝に挿入される追加のサークリップとしても設計される。

追加のリング本体および追加のガイドピンの寸法は、それらの基本的に同一の設計にもかかわらず、リング本体およびガイドピンの寸法とは異なり得る。例えば、ピストンユニットの２つの端部位置で異なる減衰特性が実現され得る。これは、強い非対称荷重を受ける作動シリンダに特に有用である。

有利な追加の発展形態によれば、ピストンユニットは、追加の減衰領域内の内側への移動中に第３の動作状態を有し、追加の減衰領域内の外側への移動中に第４の動作状態を有するように設計される。以下、第３の動作状態は、追加の減衰動作状態とも呼ばれる。以下、第４の動作状態もまた、追加の外側への移動の動作状態とも呼ばれる。

第３の動作状態は、追加の減衰動作状態とも呼ばれ、それに対応して、追加の減衰領域に対する第１の動作状態の特徴を示す。第４の動作状態は、追加の伸長動作状態とも呼ばれ、それに対応して、追加の減衰領域に対する第２の動作状態の特徴を示す。

動作状態の特徴は、特に、圧力比、ピストン主部に対するリング本体および追加のリング本体の位置、ならびに圧力媒体接続部および追加の圧力媒体接続部に対するピストンユニットの位置関係であると理解されるべきである。

上記で特定された追加の発展形態の特定の利点は、両端位置で有効なクッション付きエンドストロークが複動式作動シリンダにも提供されることである。

加えて、２つのクッション付きエンドストロークの各々における減衰特性は、それぞれの他のクッション付きエンドストロークの減衰特性とは独立して調整され得ることが有利である。

本発明は、以下の図によって例示的な実施形態としてより詳細に説明される。

片側にクッション付きエンドストロークを有する差動シリンダとしてのクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダの断面図である。 片側にクッション付きエンドストロークを有する差動シリンダとしてのクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダの拡大された詳細な断面図である。 両側にクッション付きエンドストロークを有する差動シリンダとしてのクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダの断面図である。 両側にクッション付きエンドストロークを有する同調シリンダとしてのクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダの断面図である。 第１の動作状態の両側にクッション付きエンドストロークを有する差動シリンダとしてのクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダの拡大された詳細な断面図である。 第２の動作状態の両側にクッション付きエンドストロークを有する差動シリンダとしてのクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダの拡大された詳細な断面図である。 ピストンユニットの等角図である。

図１は、クッション付きエンドストロークを有する差動作動シリンダの第１の実施形態の概略図である。この実施形態では、それは片側にクッション付きエンドストロークを有する差動作動シリンダである。この実施形態では、クッション付きエンドストロークは、第２の閉鎖部５に関連する端部位置に設けられる。これは、内側への移動を減衰させるピストンクラウンにおけるクッション付きエンドストロークである。

クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダは、シリンダ１とピストンユニット２とを有する。

シリンダ１は、シリンダチューブ３、第１の閉鎖部４、および第２の閉鎖部５からなる。シリンダチューブ３および２つの閉鎖部４、５は、それらがシリンダ内部８を封入するように互いに接続される。第１の閉鎖部４は、第１のシリンダチューブ端部６に関連付けられ、第２の閉鎖部５は、第２のシリンダチューブ端部７に関連付けられる。この実施形態では、第２の閉鎖部５の内側は軸方向境界１１を形成し、第１の閉鎖部５の内側は、シリンダ内部空間８に配置されたピストンユニット２の軸方向移動空間を制限する追加の軸方向境界２７を形成する。軸方向境界１１、２７は、動作中に軸方向に移動するピストンユニット２の停止面として設計されている。

シリンダチューブ３に、圧力媒体接続部１０が第２のシリンダチューブ端部７に配置され、追加の圧力媒体接続部２６が第１のシリンダチューブ端部６に配置される。

ピストンユニット２は、ピストン主部１２と、リング本体１３とを有する。例示的な実施形態では、ピストンユニット２は、互いにしっかりと接続されたピストンロッドおよびピストンから構成される。本実施形態では、ピストン主部およびリング本体が一緒にピストンを構成する。

この実施形態では、ピストンユニット２のピストンロッドは、第１の閉鎖部４を通って案内され、その中に摺動可能に取り付けられる。

リング本体１３は、ピストン主部１２上の先細部として設計されたガイドピン１８上に押し込まれる。

ピストン主部１２は、ガイド１４によってシリンダチューブ３内に案内される。

図２は、第２の閉鎖部５の領域における図１の拡大詳細図を示す。さらに、ピストン主部１２は、ピストン主部１２がそのガイドピン１８で軸方向境界１１に着座するように端部位置にある。

この図では、リング本体１３の配置および設計がより詳細に示されている。この実施形態では、リング本体１３は、内側リング溝１５をその外側面１３ｃに有する金属リングとして設計され、内側リング溝１５内にピストンリング１６が挿入される。内側リング溝１５は、ピストンリング１６が半径方向に弾性変形できるように、半径方向の遊びが大きくなるように設計されている。弾性ピストンリングは、ピストンリング間隙１６ａ（特に図７を参照されたい）を有し、内側シリンダ壁１７に張力がかけられる。

リング本体１３は、ガイドピン１８上に押し込まれ、ピストン本体側１３ｄの軸方向リング面によってピストン主部１２のリング本体側１２ａの対向リング面に対して着座する。軸方向反対側では、リング本体１３の軸方向の遊びは、サークリップ２２によって制限される。

さらに、リング本体のリング開口部１３ａは、リング本体がガイドピン１８に対して半径方向の遊びを有するように、ガイドピン１８の直径を超えるように設計される。

減衰領域９は、軸方向部分であり、圧力媒体接続部１０から第２の閉鎖部５の前のピストンリング１６の端部位置まで延在する。ピストンユニット２が内側に移動すると、減衰効果が減衰領域９に生じ、ピストンユニット２の内側への移動とは反対に向けられ、ピストンユニット２を減速させる。これについて、図５を参照してより詳細に説明する。

図３は、第２の実施形態を示す。これは両端位置にクッション付きエンドストロークを有する差動作動シリンダである。この目的のために、追加のリング本体２８が設けられる。追加のリング本体２８は、リング本体１３の設計と同一の設計を有し、追加のガイドピン２９上に押し込まれ、追加のサークリップ３０によってそこに固定される。両方のリング本体１３、２８および両方のガイドピン１８、２９は、ピストン主部１２上で軸方向に互いに対向して配置される。

追加のリング本体は、減衰領域９に対応して追加の減衰領域２５内に減衰効果をさらにもたらす。追加の減衰領域２５は、追加の圧力媒体接続部２６と、第１の閉鎖部４で追加の軸方向境界２７の前の追加のピストンリング３１の端部位置との間に延在する。

さらに、図１および図３の差動作動シリンダは、同一の基本設計を有する。

図４は、両側にクッション付きエンドストロークも有する同調作動シリンダを示す。図３の差動作動ピストンとの違いは、ピストン主部１２のピストンロッド部分が両方の閉鎖部４、５を通って案内され、摺動可能に取り付けられることである。したがって、この実施形態では、第２の閉鎖部５もガイド閉鎖部として設計されている。ピストン主部１２は、図３と同様に設計されているが、ピストンロッドが通過するという点で異なる。ここでも、ピストンユニット２の両方の部分が互いにしっかりと接続されている。

図５では、減衰動作状態である第１の動作状態が示されており、図６では、外側への移動動作状態である第２の動作状態が、クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダの動作中に示されている。これらの図は、減衰機能の方法を説明するために使用される。

図５では、ピストンユニットは内側への移動を実行し、リング本体１３の内側リング溝１５のピストンリング１６は、圧力媒体接続部１０を通過したばかりであり、減衰領域空間２０内に減衰圧力媒体容積を封入する。減衰圧力媒体容積内の圧力は、圧力媒体接続部１０における圧力よりも大きい。これにより、リング本体１３は、ピストン主部側１３ｄの軸方向リング面によってリング本体側１２ａの軸方向対向リング面に押し付けられて、その結果、そこに環状の封止面が形成される。

減衰圧力媒体容積からの圧力媒体は、ここではピストンリング１６内のピストンリング間隙１６ａを介して圧力媒体接続部１０に逆流することしかできず、したがってピストンユニット２の内側への移動は減衰力効果によって打ち消される。内側への移動は、ピストンユニット２が軸方向境界１１に達するまで減速される。

図６は、第２の動作状態を示す。

この第２の動作状態では、ピストンユニット２が外側への移動を実行する。この移動は、（圧力媒体接続部１０の圧力が減衰圧力媒体容積の圧力よりも大きくなるとすぐに）圧力媒体接続部１０から減衰領域空間２０に流れる圧力媒体によって引き起こされる。

圧力媒体接続部１０における圧力が減衰圧力媒体容積内の圧力よりも大きくなるとすぐに、リング本体１３は軸方向に変位し、サークリップ２２に押し付けられる。これにより、リング本体側１２ａの軸方向対向リング面とピストン主部側１３ｄの軸方向リング面との軸方向間隙２１が開放される。

さらに、リング本体１３は、半径方向の遊びを有する。これは、内側側面１３ｂとガイドピン１８との間のリング間隙１９によってもたらされる。軸方向間隙２１およびリング間隙１９は、減衰領域空間２０に流入する圧力媒体のための連続的な圧力媒体入口チャネルを形成する。この実施形態では、ガイドピンの軸方向溝２４は、圧力媒体入口チャネルの流れ断面をさらに拡大する。

これにより、圧力媒体が低い圧力損失で減衰領域空間２０に流入することができ、外側への移動がほとんど減速されない。

両側にクッション付きエンドストロークを有する実施形態では、図５および図６に示されている動作モードは、追加のリング本体２８による追加の減衰領域２５における第３および第４の動作状態の相互作用に対応する。

ピストンユニットは、追加の減衰領域２５への内側への移動中に第３の動作状態にあり、追加の減衰領域２５からの外側への移動中に第４の動作状態にある。更なる端部位置では、第３の動作状態は減衰動作状態であり、第４の動作状態は外側への移動動作状態である。

加えて、図５および図６には、シリンダチューブに配置された位置センサ２３が示されている。

図７は、両側にクッション付きエンドストロークを有する差動作動シリンダの一実施形態のピストンユニット２を斜視図で示す。

リング本体１３、ピストンリング間隙１６ａを有するピストンリング１６、サークリップ２２、ガイド１４および軸方向溝２４が示されている。さらに、ピストン主部１２の軸方向反対側には、追加のリング本体２８と、追加のピストンリング間隙３１ａを有してそこに配置された追加のピストンリング３１とが示されている。ピストンリング１６、３１およびサークリップ２２は、それぞれ弾性金属リングとして設計されている。追加のサークリップおよび追加のガイドピンは隠されているので、図７では参照符号を有していない。

リング本体１３は、内側リング溝１５にピストンリング１６を受け入れ、サークリップ２２によってガイドピン１８に固定されている。追加のリング本体２８および追加のピストンリング３１、ならびに追加のサークリップおよび追加のガイドピンについても同様のことが当てはまる。

ガイド１４は、ピストン主部１２の溝内に配置されている。

１ シリンダ
２ ピストンユニット
３ ピストンチューブ
４ 第１の閉鎖部
５ 第２の閉鎖部
６ 第１のシリンダチューブ端部
７ 第２のシリンダチューブ端部
８ シリンダ内部
９ 減衰領域
１０ 圧力媒体接続部
１１ 軸方向境界
１２ ピストン主部
１２ａ リング本体側の軸方向対向リング面
１３ リング本体
１３ａ リング開口部
１３ｂ 内側側面
１３ｃ 外側側面
１３ｄ ピストン主部側の軸方向リング面
１４ ガイド
１５ 内側リング溝
１６ ピストンリング
１６ａ ピストンリング間隙
１７ 内側シリンダ壁
１８ ガイドピン
１９ リング間隙
２０ 減衰領域空間
２１ 軸方向間隙
２２ サークリップ
２３ 位置センサ
２４ 軸方向溝
２５ 追加の減衰領域
２６ 追加の圧力媒体接続部
２７ 追加の軸方向境界
２８ 追加のリング本体
２９ 追加のガイドピン
３０ 追加のサークリップ
３１ 追加のピストンリング
３１ａ 追加のピストンリング間隙

Claims (6)

1. シリンダ（１）と、ピストンユニット（２）とを備える
   クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダであって、
   前記シリンダ（１）は、シリンダチューブ（３）と、第１の閉鎖部（４）と、第２の閉鎖部（５）とを含み、
   前記シリンダチューブ（３）は、第１のシリンダチューブ端部（６）と、第２のシリンダチューブ端部（７）とを有し、
   前記第１の閉鎖部（４）が前記第１のシリンダチューブ端部（６）に配置され、前記第２の閉鎖部（５）が前記第２のシリンダチューブ端部（７）に配置され、
   前記シリンダチューブ（３）および前記閉鎖部（４，５）がシリンダ内部（８）を形成し、
   前記シリンダ（１）は、少なくとも１つの端部領域に減衰領域（９）を有し、
   前記シリンダ（１）は、少なくとも１つの側方に配置された圧力媒体接続部（１０）を有し、前記圧力媒体接続部（１０）は、前記減衰領域（９）に関連付けられ、前記シリンダ内部（８）の軸方向境界（１１）から軸方向に離間され、
   前記ピストンユニット（２）は、ピストン主部（１２）と、リング本体（１３）とを備え、
   前記ピストンユニット（２）は、前記第１の閉鎖部（４）を摺動可能に通過し、前記シリンダ内部（８）に少なくとも１つの作動室を形成し、
   前記ピストン主部（１２）は、前記シリンダ内部（８）のガイド（１４）によって軸方向に変位可能に案内され、
   前記リング本体（１３）は、半径方向外側面（１３ｃ）に周方向の内側リング溝（１６）を有し、ピストンリング（１６）が前記内側リング溝（１５）に配置され、
   前記ピストンリング（１６）は、内側シリンダ壁（１７）に弾性的に着座し、ピストンリング間隙（１６ａ）を有し、
   前記リング本体（１３）は、前記ピストン主部（１２）のガイドピン（１９）をリング開口部（１３ａ）に受け入れ、リング間隙（１９ａ）が、前記リング本体（１３ｂ）の半径方向内側側面と前記ガイドピン（１８）との間に形成され、
   前記リング本体（１３）は、前記ピストン主部（１２）に対して軸方向の遊びおよび半径方向の遊びを有し、
   前記リング本体（１３）は、前記ピストン主部側（１３ｄ）に軸方向リング面を有し、その反対側に前記ピストン主部は、前記リング本体側（１２ａ）に軸方向対向リング面を有し、
   前記ピストンユニット（２）は、前記減衰領域（９）内への内側への移動中に前記ピストンリング（１６）との前記圧力媒体接続部（１０）を軸方向に通過し、前記減衰領域（９）内の減衰領域空間（２０）内の減衰圧力媒体容積を封入するように設計され、
   前記ピストンユニット（２）は、内側への移動中に前記減衰領域（９）内で第１の動作状態にあり、外側への移動中に第２の動作状態にあるように設計され、
   前記第１の動作状態では、前記ピストン主部側（１３ｄ）の前記軸方向リング面と前記リング本体側（１２ａ）の前記軸方向対向リング面とが互いに対して当接して封止面を形成し、
   前記減衰圧力媒体容積は、前記圧力媒体接続部（１０）と比較して過圧を有し、前記ピストンリング間隙（１６ａ）は、前記減衰圧力媒体容積の流出を絞るために構成され、
   前記第２の動作状態では、前記ピストン主部側（１３ｄ）の前記軸方向リング面と前記リング本体側（１２ａ）の前記軸方向対向リング面との間に軸方向間隙（２１）が存在し、
   前記軸方向間隙（２１）および前記リング間隙（１９）は、圧力媒体入口チャネルを形成し、前記圧力媒体入口チャネルは、前記減衰領域空間（２０）内への圧力媒体の流入のために設計される、クッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ。
2. 前記リング本体（１３）の前記軸方向の遊びが、サークリップ（２２）によってピストン中心から軸方向に遠位に制限される
   ことを特徴とする、請求項１に記載のクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ。
3. 前記ガイドピン（１８）が、前記圧力媒体入口チャネルの一部として形成された軸方向溝を有する
   ことを特徴とする、請求項１および２に記載のクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ。
4. 前記シリンダが位置センサ（２３）を含み、前記位置センサ（２３）が、前記リング本体（１３）の位置を記録するように構成されている
   ことを特徴とする、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ。
5. 前記内側シリンダ壁（１７）が、前記減衰領域（２０）内で先細になっており、前記第１の動作状態では、前記ピストンリング（１６）が、前記内側への移動が進行している場合に前記ピストンリング間隙（１６ａ）を狭めるように設計されている
   ことを特徴とする、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ。
6. 前記シリンダ（１）が、前記端部領域の軸方向に反対側の追加の端部領域に追加の減衰領域（２５）を備える
   ことを特徴とし、
   前記シリンダ（１）が、側方に配置された追加の圧力媒体接続部（２６）を含み、前記追加の圧力媒体接続部（２６）が、前記追加の減衰領域（２５）に関連付けられ、前記軸方向境界の反対側の前記シリンダ内部の追加の軸方向境界（２７）から軸方向に離間され、
   前記ピストンユニット（２）が、前記リング本体（１３）の軸方向に反対側の追加のリング本体（２８）を含み、前記ピストン主部（１２）が、前記ガイドピン（１８）の軸方向に反対側に追加のガイドピン（２９）を含み、
   前記追加の減衰領域（２５）内への内側への移動中に、前記ピストンユニット（２）が、追加のピストンリング（３０）との前記追加の圧力媒体接続部（２６）上方を軸方向に通過し、前記追加の減衰領域（２５）内の追加の減衰領域空間内の追加の減衰圧力媒体容積を封入するように設計されており、
   前記ピストンユニットが、内側への移動中に、前記追加の減衰領域（２５）内に第３の動作状態を有し、外側への移動中に、前記追加の減衰領域（２５）内に第４の動作状態を有するように設計され、
   前記追加の減衰領域（２５）に関して、前記第３の動作状態が前記第１の動作状態の特徴によって特徴付けられ、前記第４の動作状態が前記第２の動作状態の特徴によって特徴付けられる、
   請求項１から５のいずれか一項に記載のクッション付きエンドストロークを有する作動シリンダ。

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