SE1100471A1

SE1100471A1 - Hydraulic cylinder

Info

Publication number: SE1100471A1
Application number: SE1100471A
Authority: SE
Inventors: Jan Erik Rova
Original assignee: Asa Suspension Ab
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-18
Also published as: SE536053C2; EP2721307A4; EP2721307A1; WO2012173550A1

Abstract

: En anordning för dämpning av en i ett cylinderhölje (2) tillen cylinder fram och äter rörlig, med en kolvstång (4)förbunden kolv (3), inkluderande ett med kolven associeratinvändig dämpurtag (8) och ett för samverkan med dämpurtagetavsett dämputsprång (9) för anbringning vid en tillcylinderhöljet hörande första cylindergavel (5), varviddämputsprånget, med hjälp av en första tätningsanordning (12),är inrättat att i området av ett första läge för kolven (3)etablera en dämpkammare i samverkan med ett anliggningsparti(17) i dämpurtaget för dämpning av kolvens (3) rörelse inuticylinderhöljet. Dämputsprånget (9) förlöper axiellt överväsentligen hela den invändiga längden av cylinderhöljet meden proximal ände (10) ansluten till den första cylindergaveln(5) och med en distal, fri ände (11), i ett område inutihydraulcylindern motsatt den första cylindergaveln (5).Dämpurtaget (8) förlöper genom kolven och in i kolvstàngen (4)och är inrättad att motta dämputsprànget (9) i nämnda förstaläge. Dämputsprånget (9) uppvisar i området av sin fria ände(11) en andra tätningsanordning (15) för att i samverkan mednämnda anliggningsparti (17) etablera en dämpkammare även iett andra läge för kolven (3). Uppfinningen avser även enhydraulcylinder, en stötdämpare och en användning i en hydraulcylinder och en stötdämpare. Fig. 1 och 2 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 A device for damping a cylinder (3) connected to a piston (3) connected to a piston rod (4) in a cylinder housing (2), including a damper recess (8) associated with the piston and one for cooperating with the damper recess regardless of the damping projections (9). ) for mounting to a first cylinder end (5) belonging to a cylinder housing, the damping projection, by means of a first sealing device (12), being arranged to establish a damping chamber in the region of a first position for the piston (3) in cooperation with an abutment portion (17) in the damping recess for damping the movement of the piston (3) inside the cylinder housing. The damping projection (9) extends axially substantially the entire inner length of the cylinder housing with the proximal end (10) connected to the first cylinder end (5) and with a distal, free end (11), in an area inside the hydraulic cylinder opposite the first cylinder end (5). The damping recess (8) extends through the piston and into the piston rod (4) and is arranged to receive the damping projection (9) in said first position. The damping projection (9) has in the region of its free end (11) a second sealing device (15) for establishing in a co-operation abutment portion (17) a damping chamber also in a second position for the piston (3). The invention also relates to a hydraulic cylinder, a shock absorber and a use in a hydraulic cylinder and a shock absorber. Figs. 1 and 2,77039 20110609 pattext; 2011-06-17

Description

15 20 25 30 Strypningen kan utgöras av själva spalten mellan dämputsprånget och dämpurtagningen, i en särskilt inrättad strypkanal anordnad strypning eller en kombination av dessa. The choke can be constituted by the gap itself between the damper projection and the damper recess, in a specially arranged choke channel arranged a choke or a combination thereof.

För ändlägesdämpning i båda riktningar är anordningar kända, vilka uppvisar dämpurtag och dämputspràng associerade med hydraulcylinderns båda cylindergavlar. Vid kolvstångssidan handlar det här t ex. om att ett dämputsprång är anordnat omgivande kolvstången och att ett motsvarande dämpurtag är inrättat intill den aktuella cylindergavelns kolvstångsöppning. En sådan lösning medför utökade axiella dimensioner för att ge plats för dämpanordningarna.For end position damping in both directions, devices are known which have damping recesses and damping projections associated with the two cylinder ends of the hydraulic cylinder. At the piston rod side, this is e.g. that a damping projection is arranged around the piston rod and that a corresponding damping recess is arranged next to the piston rod opening of the cylinder head in question. Such a solution entails extended axial dimensions to make room for the damping devices.

UPPFINNINGENS ÅNDANLÅL ocH VIKTIGASTE KÄNNETECKEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en vidareutvecklad anordning för dämpning, vilken medger effektiv dämpning vid möjlighet till kompakt utförande.THE SPIRIT OF THE INVENTION AND MOST IMPORTANT CHARACTERISTICS The object of the present invention is to provide a further developed device for damping, which allows effective damping in the possibility of a compact design.

Dessa ändamål uppnås vid en anordning av inledningsvis nämnt slag genom: - att dämputsprånget är utformat för att förlöpa axiellt över ett invändigt parti av cylinderhöljets längd med en proximal ände ansluten till den första cylindergaveln och med en distal, fri ände, i ett område inuti hydraulcylindern motsatt den första cylindergaveln, - att dämpurtaget är utformat för att förlöpa genom kolven och in i kolvstången och är inrättad att motta dämputsprånget i nämnda första läge, och - att dämputsprånget i området av sin fria ände uppvisar en andra tätningsanordning för att i samverkan med nämnda anliggningsparti etablera en dämpkammare även i ett andra läge för kolven.These objects are achieved in a device of the kind mentioned in the introduction by: - that the damping projection is designed to extend axially over an inner portion of the length of the cylinder housing with a proximal end connected to the first cylinder end and with a distal, free end, in an area inside the hydraulic cylinder opposite the first cylinder end, - that the damping recess is designed to extend through the piston and into the piston rod and is arranged to receive the damping projection in said first position, and - that the damping projection in the region of its free end has a second sealing device for cooperating with said abutment portion establish a damping chamber also in a second position for the piston.

Härigenom uppnås att anordningen kan utföras axiellt mycket kompakt, eftersom den till dämparrangemanget hörande komponenterna i sin helhet är positionerbara inuti den ihåliga 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 10 15 20 25 30 kolven och den ihåliga kolvstången till en hydraulanordning såsom en hydraulcylinder eller en stötdämpare.In this way it is achieved that the device can be made axially very compact, since the components belonging to the damper arrangement are in their entirety positionable inside the hollow patent text; 2011-06-17 10 15 20 25 30 the piston and the hollow piston rod of a hydraulic device such as a hydraulic cylinder or a shock absorber.

Härigenom behövs inga element axiellt utskjutande från kolven respektive cylindergavlarna, vilka element skulle ofrånkomligt innebära ökad axiell längd för en hydraulcylinder eller en stötdämpare, vid vilka den skulle kunna insättas.As a result, there is no need for elements axially projecting from the piston or cylinder ends, which elements would inevitably mean increased axial length for a hydraulic cylinder or a shock absorber, to which it could be inserted.

Detta är en stor fördel eftersom bibehållen slaglängd för en hydraulanordning såsom en hydraulcylinder eller en stötdämpare kan uppnås vid axiellt reducerade dimensioner.This is a great advantage because maintained stroke for a hydraulic device such as a hydraulic cylinder or a shock absorber can be achieved at axially reduced dimensions.

Omvänt kan en ökad slaglängd för en hydraulanordning såsom en hydraulcylinder eller en stötdämpare erhållas vid samma axiella dimensioner som vid en konventionell hydraulanordning såsom en hydraulcylinder eller en stötdämpare.Conversely, an increased stroke of a hydraulic device such as a hydraulic cylinder or a shock absorber can be obtained at the same axial dimensions as with a conventional hydraulic device such as a hydraulic cylinder or a shock absorber.

Genom att, vid en föredragen aspekt av uppfinningen varje tätningsanordning omfattar ett koniskt, i riktning av respektive närliggande ände av dämputsprånget vidgande parti, på vilket en flexibel tätningsring med konisk insida är axiellt rörlig uppnås att dämpningen blir självreglerande.In that, in a preferred aspect of the invention, each sealing device comprises a conical portion widening in the direction of the respective adjacent end of the damping projection, on which a flexible sealing ring with a conical inside is axially movable, it is achieved that the damping becomes self-regulating.

Självregleringen har sin grund i att dämputsprånget uppvisar ett koniskt parti, vilket är utvidgande mot en närliggande cylindergavel och således är avsmalnande in mot cylinderns mitt, och på vilket är axiellt rörligt anordnad en flexibel dämpring med konisk insida.The self-regulation is based on the fact that the damping projection has a conical portion, which is widening towards a nearby cylinder head and thus tapers towards the middle of the cylinder, and on which a flexible damping ring with a conical inside is arranged axially movably.

Beroende på den hastighet kolven har när dåmpkammaren etableras, kommer dämpringen att tryckas mer eller mindre upp på det koniska partiet och följaktligen expandera mer eller mindre radiellt. Härigenom kommer en dämpspalt mellan periferin av dämpringen och insidan av dämpurtaget att variera i beroende av tryckskillnaden mellan dämpringens sidor, vilket medför att dämpningen kommer att vara beroende av kolvens hastighet. Ju högre hastighet kolven har, desto större blir således dämpningen. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 10 15 20 25 30 Det inses att dämpegenskaperna kan anpassas till de rådande förhållandena för den aktuella applikationen genom dimensionering av de ingående delarnas längder, diametrar, konvinklar liksom av tätningsringarnas hårdhet och deras flexibla egenskaper.Depending on the speed of the piston when the damping chamber is established, the damping ring will be pressed more or less onto the conical portion and consequently expand more or less radially. As a result, a damping gap between the periphery of the damping ring and the inside of the damping recess will vary depending on the pressure difference between the sides of the damping ring, which means that the damping will depend on the speed of the piston. The higher the speed of the piston, the greater the damping. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 10 15 20 25 30 It is understood that the damping properties can be adapted to the prevailing conditions for the current application by dimensioning the lengths, diameters, cone angles of the constituent parts as well as the hardness of the sealing rings and their flexible properties.

Genom att dämpurtaget utgörs av en borrning i kolvstången underlättas framställningen och tillförsäkras en ekonomiskt och tekniskt fördelaktig konstruktion.Because the damper recess consists of a bore in the piston rod, the production is facilitated and an economically and technically advantageous construction is ensured.

Lämpligen är anliggningspartiet utfört i form av ett parti med reducerad inre diameter i förhållande till resterande delar av dämpurtaget. Föredraget är anliggningspartiet utgjort av ett inre parti av en hylsa insatt i dämpurtaget.Suitably the abutment portion is formed in the form of a portion with reduced inner diameter relative to the remaining parts of the damper recess. Preferably, the abutment portion consists of an inner portion of a sleeve inserted in the damper recess.

Det är möjligt att utforma den första och den andra tåtningsanordningen så att de förlänas olika karaktäristika för att uppnå olika dämpningsegenskaper för rörelserna i de båda rörelseriktningarna för kolven. Detta kan vara lämpligt om t ex olika krafter är aktuella i de olika riktningarna.It is possible to design the first and the second sealing device so that they are given different characteristics in order to achieve different damping properties for the movements in the two directions of movement of the piston. This may be appropriate if, for example, different forces are involved in the different directions.

Den uppfinningsenliga anordningen insätts med fördel vid en hydraulcylinder, vilken uppvisar inlopp/utlopp för hydraulvätska, och vilken normalt är inrättad för att utföra ett arbete i samband med en linjär rörelse styrt av tillflöde av nämnda hydraulvätska. Anordningen är då insatt i första hand för att ombesörja ändlägedämpning av kolvens rörelse i de båda riktningarna. Det första läget för kolven utgörs då av ett första ändläge och det andra läget för kolven utgörs av ett andra ändläge.The device according to the invention is advantageously used in a hydraulic cylinder, which has an inlet / outlet for hydraulic fluid, and which is normally arranged to perform a work in connection with a linear movement controlled by the inflow of said hydraulic fluid. The device is then inserted primarily to provide end position damping of the movement of the piston in both directions. The first position of the piston then consists of a first end position and the second position of the piston consists of a second end position.

Den uppfinningsenliga anordningen insätts med fördel även vid en stöddämpare, vilken innehåller en hydraulvätska, och vilken normalt är inrättad för att dämpa en rörelse mellan två maskindelar styrt av begränsningen av flöde av nämnda hydraulvätska. Anordningen är då insättbar för att ombesörja extra dämpning i olika längdlägen eller ändlägen för kolven. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 10 15 20 25 30 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen ska nu förklaras närmare med ledning av utföringsexempel och med hänvisning till ritningen, på vilken: Fig. 1 och 2 visar axiella sektioner genom en hydraulcylinder enligt uppfinningen med arrangemang för ändlägesdämpning i båda riktningarna i ett första respektive ett andra läge för kolven.The device according to the invention is advantageously also used with a shock absorber, which contains a hydraulic fluid, and which is normally arranged to dampen a movement between two machine parts controlled by the restriction of flow of said hydraulic fluid. The device is then usable to provide extra damping in different length positions or end positions of the piston. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 10 15 20 25 30 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be explained in more detail with reference to exemplary embodiments and with reference to the drawing, in which: Figs. 1 and 2 show axial sections through a hydraulic cylinder according to the invention with arrangements for end position damping in both directions in a first and a second position, respectively, for the piston.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Fig. 1 och 2 illustrerar en föredragen variant av en uppfinningsenlig hydraulcylinder 1 med en i båda riktningar ändlägesdämpad kolv 3, vilken är förbunden med en kolvstång 4, och vilken är fram- och återrörlig inuti ett cylinderhölje 2.DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Figs. 1 and 2 illustrate a preferred variant of a hydraulic cylinder 1 according to the invention with a piston 3 damped in both directions, which is connected to a piston rod 4, and which is reciprocable inside a cylinder housing 2.

En första cylindergavel betecknad 5 uppvisar en matningskanal 7 för hydraulvätska. En andra cylindergavel är betecknad 6.A first cylinder end designated 5 has a supply channel 7 for hydraulic fluid. A second cylinder head is designated 6.

Från den första cylindergaveln 5 utgår ett dämputsprång 9 i princip i form av en central stång, vilken sträcker sig från en proximal ände 10 genom i stort sett hela hydraulcylinderns axiella längd till en distal fri ände 11.From the first cylinder end 5 a damping projection 9 extends in principle in the form of a central rod, which extends from a proximal end 10 through substantially the entire axial length of the hydraulic cylinder to a distal free end 11.

I det visade exemplet är dämputsprånget en enhet omfattande en central skruv, vilken samverkar med ett skruvhål i den första cylindergaveln. På skruven är trädda komponenter med till skruven motsvarande borrningar, komponenter bildande distanspartier samt delar av tätningsanordningar.In the example shown, the damping projection is a unit comprising a central screw, which cooperates with a screw hole in the first cylinder end. On the screw are threaded components with bores corresponding to the screw, components forming spacers and parts of sealing devices.

Kolven är som brukligt försedd med sedvanliga tätningar för samverkan med cylinderhöljet.The piston is, as usual, provided with the usual seals for co-operation with the cylinder housing.

Ett dämpurtag 8 är inrättat i kolven och kolvstången.A damping recess 8 is arranged in the piston and the piston rod.

Tillsammans bildar en ihålighet i dessa komponenter en urtagning, utgörande nämnda dämpurtag 8, inrättad att motta 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 10 15 20 25 30 dämputsprånget i ett första ändläge för kolven, vilket framgår av Fig. 1.Together, a cavity in these components forms a recess, constituting said damping recess 8, arranged to receive patete text; 2011-06-17 10 15 20 25 30 the damping projection in a first end position of the piston, as shown in Fig. 1.

Dämputsprånget 9 uppvisar i området av sin proximala ände 10 en första tätningsanordning 12 för att i samverkan med ett anliggningsparti 17 i form av ett parti, såsom en hylsa, med reducerad inre diameter, i förhållande till resterande delar av dämpurtaget, etablera en dämpkammare i området av ett första åndläge för kolven 3. Detta läge visas i Fig. 1.The damping projection 9 has in the region of its proximal end 10 a first sealing device 12 for establishing a damping chamber in the region in cooperation with a bearing portion 17 in the form of a portion, such as a sleeve, with reduced inner diameter, relative to remaining parts of the damping recess. of a first breathing position of the piston 3. This position is shown in Fig. 1.

Dämputsprånget 9 uppvisar även i området av sin fria ände 11 en andra tätningsanordning 15 för att i samverkan med nämnda anliggningsparti 17 etablera en dämpkammare även i ett område av ett andra ändlåge för kolven 3, motsatt den första cylindergaveln 5. Detta läge visas i Fig. 2.The damping projection 9 also has in the area of its free end 11 a second sealing device 15 for establishing, in cooperation with said abutment portion 17, a damping chamber also in an area of a second end bearing for the piston 3, opposite the first cylinder end 5. This position is shown in Figs. 2.

Varje tätningsanordning 12, 15 omfattar ett koniskt, i riktning av respektive närliggande ände 10, 11 av dämputsprånget 9 vidgande parti 14 respektive 16. På dessa är en flexibel tätningsring 13 respektive 18 med konisk insida axiellt rörlig. Dämpningen blir härigenom självreglerande av skäl som framgår av ovanstående beskrivning.Each sealing device 12, 15 comprises a conical portion 14 and 16 widening in the direction of the respective adjacent end 10, 11 of the damping projection 9, respectively. On these, a flexible sealing ring 13 and 18 with conical inside is axially movable. The damping thereby becomes self-regulating for reasons that appear from the description above.

Uppfinningen kan modifieras inom ramen för de efterföljande kraven. Det är exempelvis möjligt att utforma de båda dämpningsanordningarna med olika karaktäristika för att uppnå olika dämpningsegenskaper för rörelserna i de båda rörelseriktningarna för kolven.The invention may be modified within the scope of the appended claims. For example, it is possible to design the two damping devices with different characteristics in order to achieve different damping properties for the movements in the two directions of movement of the piston.

Hydraulcylindern kan vara utformad annorlunda än vad som visas på ritningarna, liksom utformningen av kolven och kolvstången samt av anliggningspartiet. Dämputsprånget kan vara annorlunda utfört och var anbringat på den första cylindergaveln med andra medel än vad som visas. Det är vidare möjligt att anpassa längden av dämputspràngets delar för att tillförsäkra att dämpning sker vid önskade positioner för kolven. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17 10 15 Uppfinningen har i ovannämnda utföringsexempel beskrivits mot bakgrund av en hydraulcylinder, men den är likväl tillämplig vid en stötdämpare.The hydraulic cylinder can be designed differently from what is shown in the drawings, as well as the design of the piston and piston rod and of the abutment portion. The damping projection may be of a different design and was mounted on the first cylinder head by means other than those shown. It is further possible to adjust the length of the parts of the damping projection to ensure that damping takes place at desired positions of the piston. 77039 20110609 pattext; In the above-mentioned exemplary embodiment, the invention has been described in the light of a hydraulic cylinder, but it is nevertheless applicable to a shock absorber.

En uppfinningsenlig stötdämpare innehåller en hydraulvätska, och är normalt inrättad för att dämpa en rörelse mellan två maskindelar styrt av begränsningen av flöde av nämnda hydraulvätska. Anordningen enligt uppfinningen är härvid insättbar för att ombesörja extra dämpning i olika längdlägen eller ändlägen för kolven. Kolven kan i detta fall uppvisa normala tätningsarrangemang vis-a-vis cylinderhöljet och de första och andra tätningsanordningarna kan vara arrangerade för dämpning i andra lägen än ändlägen för att anpassa stötdämparen till behov vid aktuella applikationer. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17A shock absorber according to the invention contains a hydraulic fluid, and is normally arranged to dampen a movement between two machine parts controlled by the restriction of flow of said hydraulic fluid. The device according to the invention can be used to provide additional damping in different longitudinal positions or end positions of the piston. The piston can in this case have normal sealing arrangements vis-à-vis the cylinder housing and the first and second sealing devices can be arranged for damping in other positions than end positions to adapt the shock absorber to the needs of current applications. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17

Claims

10 15 20 25 30 PATENT REQUIREMENTS:

Device for damping a reciprocating piston (3) connected in a cylinder housing (2) to a cylinder, connected to a piston rod (4), including an internal damping recess (8) associated with the piston and one intended for co-operation with the damping recess damping projections (9) for mounting at a first cylinder end (5) belonging to the cylinder housing, the damping projection, by means of a first sealing device (12), being arranged to establish a damping chamber in the region of a first position for the piston (3) in cooperation with an abutment portion (17) in the damping recess for damping the movement of the piston (3) inside the cylinder housing, characterized in that the damping projection (9) is designed to extend axially over an inner portion of the length of the cylinder housing with a proximal end (10) connected to the first cylinder end (5) and with a distal, free end (11), in an area inside the hydraulic cylinder opposite the first cylinder end (5), - that the damping recess (8) is designed to extend through the piston and into the piston rod (4) and is arranged to receive the damping projection (9) in said first position, and - that the damping projection (9) in the region of its free end (11) has a second sealing device (15) for cooperating with said abutment portion (17) establish a damping chamber also in a second position for the piston (3).

Device according to claim 1, characterized in that each sealing device (12; 15) comprises a conical portion (14; 16) widening in the direction of the respective adjacent end of the damping projection (9), on which a flexible sealing ring (13; 18) with conical inside is axially movable. 77039 20110609 pattext; 20ll-06 ~ l7 10 15 20 25

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the damper recess (8) consists of a bore in the piston rod.

Device according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the abutment portion (17) is in the form of a portion with a reduced inner diameter relative to the remaining parts of the damper recess.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second sealing device (12; 15) have different characteristics in order to achieve different damping properties for the movements in the two directions of movement of the piston (3).

Hydraulic cylinder with a reciprocating piston in a cylinder housing, between two cylinder ends, to which a piston rod is connected, the hydraulic cylinder including a device according to any one of claims 1-5.

Shock absorber with a reciprocating piston in a cylinder housing, between two cylinder ends, to which a piston rod is connected, the shock absorber including a device according to any one of claims 1-5.

8.. Use of a device according to any one of claims 1 to 5 in one of the groups: a hydraulic cylinder, a shock absorber. 77039 20110609 pattext; 2011-06-17