SE441467B - Tryckfluidumdriven arbetscylinder med en dempkammare - Google Patents

Description

m7 25 30 35 82043l6:7 Dessa ändamål och andra uppnås genom skapandet av en arbetscylinder enligt efterföljande patentkrav.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningsexemplar på vilka Fig 1 är ett längdsnitt genom valda delar av en arbetscylinder enligt uppfinningen anordnad som en enstegscylinder och Fig 2 är ett motsvarande snitt genom en alternativ utföringsform anordnad som flerstegscylinder.

Arbetscylindern enligt Fig 1 innefattar en cylinder 11 och en i denna rörlig kolv 12 med ett kolvhuvud 13 och en kolvstång 14.

Cylindern 11 är tillsluten i ändarna av ett bakre och ett främre cylinderlock 16 respektive 15. Genom det senare löper kolvstången 14 vilken tillsammans med en tätning 17 avtätar en främre cylinderkammare 18 mot omgivningen. Kolvhuvudet 13 med en tätning 19 avdelar cylindern 11 i nämnda främre cylinderkammare 18 och en bakre cylinderkammare 20. Cylinderlocken 15 och 16 är försedda med en främre och,en bakre anslutning 21 respektive 22 för tillförsel eller avtappning av tryckfluid. Vid positiv rörelseriktning dvs. då kolvstângen 14 rör sig ut ur cylindern 11 tillförs tryckfluid via bakre anslutningen 22 varvid den fluidmängd som då deplaceras i främre cylinderkammaren dräneras via främre anslutningen 21. Vid motsatt eller negativ rörelseriktning sker tillförsel istället via främre anslutningen 21 och dränering via bakre anslutningen 22.

Kolvstången 14 är vid anslutningen till kolvhuvudet utbildad med ett förtjockat cylindriskt parti 23 av viss längd, lika med dämplängden.

Partiet 23 är försett med ett antal axiella spår 24 runt periferien.

En tätningsring 25 är anbringad på cylinderlocket 15 vilken uppdelar den främre cylinderkammaren i en första och en andra delkammare 26 respektive 27 när den främre kanten av partiet 23 når tätningsringen 25. Den första delkammaren 26 kommunicerar härvid direkt med anslutningen 21 såsom tidigare under slaget medan den andra delkammaren 27 dräneras till den första delkammaren via en strypning bildad av de antal hål 28 som utbildas mellan tätningsringen och slitsarna. 10 20 25 30 35 8204316-7 Centralt i kolvhuvudet 13 är ett hålrum 29 upptaget i vilket en centrumtapp 30 är igängad eller ipressad. I tappen 30 finns en kanal 31 vars ena ände kommunicerar med takre cylindertenmaren 20 medan den andra är tillsluten med en plugg 32. En främre cylindrisk del 33 av tappen inskjuter i hålrummet 29, kring vilken en rörformig slid 34 är glidbart anordnad. Slidens 34 ytter- och inneryta är av god ytbeskaffenhet vilket även gäller notstående ytor på tappdelen 33 och hálrummet varigenom sliden tätande avdelar hálrummet 29 i en första och rn andra arbetskammare 35 rcspnktive 36. För att säkerställa fu1lgod tätning är även en tätningsring 37 anbringad kring sliden. Ett radiellt hål 38 är upptaget i tappdelen 33, vilket vid förskjutning av sliden 34 kommer att förbinda kanalen 31 med den andra arbetskammaren 36 via en rinçformig slits 39 och ett radiellt hål 40 i sliden. Förskjutningen av sliden sker mot verkan av en skruvfjäder 41 anordnad i kammaren 36. Denna kommunicerar med främre cylinderkammaren 18 eller första delkammaren 26 av denna via en kanal 42 genom kolvstângen 14. En ytterligare kanal 43 förbinder nämnda första arbetskammare 35 med den andra delkanmaren 27, vilken i det följande benämnes dämpkammare, varvid fluidtrycket i denna kan fortplantas till arbetskammaren 35.

Vid positiv rörelse av kolven 12 tillförs tryckfluidum kammaren 20 genom anslutningen 22 nu verkande som inlopp medan kammaren 18 dräneras via anslutningen 21, nu utlopp. I slutet av kolvslaget, vilket läge är visat i Fig 1, blir flödet från dämpkammaren 27 starkt förhindrat genom strypningen 28 varvid en tryckhöjning åstadkommas i dämpkammaren vilken retarderar kolvrörelsen. Det dämptryck som uppkommer i dämpkammaren 27 betingas som nämnts av drivtrycket i kammaren 20 samt av rörelseenergin hos kolven 12 med tillhörande yttre massa. Då dämpkammaren bildats och därmed dämpningen trätt i funktion är drivtrycket enbart till förfång för den önskade retardationen. Genom auordnandet av slidventilen 33, 34 kan emellertid hela eller delar av flödet genom inloppet 22 direkt avledas till utloppet 21. Detta sker genom att sliden 34 påverkas av ett ökande tryck i första arbetskammaren 35, vilket när det nått tillräcklig storlek förskjuter slioen 34 mot verkan av fjädern 41 samt trycket i andra arbetskammarer 36 till ett öppnande läge i 82043 'l 6:17 15 20 25 30 vilket slitsen 39 ställs över hålet 38. Slidventilen 33, 34 är nu öppen varvid en passage 31, 38, 40, 36, 42 bildas mellan bakre cylinderkammaren 20 och utloppet 21. Drivtrycket bortfaller nu till 3 väsentlig del vilket medför att kolvens fortsatta rörelse huvudsakligen beror på kolvens rörelseenergi och när denna upptagits i dämpkammaren sjunker trycket i denna och därmed i främre arbetskammaren 35 varvid sliden 34 ånyo ställs i "normalt" stängande läge.

Slidens jämviktsläge bestämmes av kraftbalansen mellan de båda ändtrycken på sliden samt av fjäderns karakteristika. Drivtrycket i shunttillstândet när ventilen 33, 34 är öppen avgörs huvudsakligen av det inre och yttre tryckfallet. Omslaget till nämnda tillstånd sker mycket fort; närmare bestämt då tryckfallet över tätningsringen 25 motsvarar fjäderkraften i fjädern 41 omräknat till fluidtryck på slidens ändplan. Genom lämplig dimensionering av fjädern 25 kan således det dämptryck väljas vid vilket shunttillstândet skall inträda. ' I Vid negativ rörelseriktning dvs. när kolven 12 drivs med fluidtryck i den främre Qylinderkammaren 18 påverkas slidens båda ändytor av drivtrycket, via kanalen 42 respektive 43. Eftersom ändytorna är lika stora kommer fjädern 41 att hålla slidventilen stängd, dvs. funktionen i denna rörelseriktning blir densamma som råder om ingen ventil för shunting av flödet funnits.Normalt är det inte heller nödvändigt att begränsa drivtrycket i denna rörelseriktning eftersom dämptrycket i bakre cylinderkammaren 20 nu verkar på en betydligt större area av kolvhuvudet än vad drivtrycket gör, vilket medför att dämptrycket blir väsentligt lägre än vid motsatt rörelseriktning.

Uppfinningen är även tillämpbar på flerstegscylindrar, vilket framgår av utföringsexemplet enligt fig. 2. Härvid är det yttre dubbelverkande cylindersteget i en trestegscylinder utrustad med en dämpanordning för dämpning av kolvslaget vid positiv rörelseriktning. Samma hänvisningsheteckníng har använts för motsvarande detaljer i figurerna. Arbetscylindern innefattar ett utvändigt mantelrör 50 vars ena ände är fastsvetsad vid en bakre 10 15 20 25 30 35 8204516-7 (_71 gavel 51 av cylindern och vars andra ände är försedd med en pàgängad hylsa 52 innefattande en tätningsring 53 och en distansring 54. I mantelröret 50 är ett första cylinderrör 55 glidbart anordnat. Pâ cylinderrörets inre ände är en stödring 56 fäst vilken är anordnad att glida mot mantelrörets insida. Den motsatta änden är utbildad med en ansats 56 och ett spår för en tätningsring 57 vilken tätande anligger mot ett andra cylinderrör 11, som är glidbart anordnad i det första cylinderröret 55. Den inre änden av nämnda andra cylinderrör 11 har också en stödring 59 medan ytteränden är försedd med en igängad hylsa 60 i vilken spår upptagits för en tätningsring 61 vilken anligger mot kolvstângen 14 av en i cylinderröret 11 rörlig kolv 12.

Cyiinderrören 55 och 11 bildar det första respektive andra steget hos arbetscylindern. De har enkelverkande funktion och rör sig sekvensieilt utåt vid positiv rörelseriktning. Det tredje steget som utgörs av kolven 12 har dubbeiverkande funktion dvs. det kan ge såväi tryck- som dragkraft. Kolven 12 innefattar en rörformad kolvstång 14 vilken i "inre" änden är öppen och i yttre änden tillsluten av ett ändstycke 62 i vilket de yttre hydraulanslutningarna 21 och 22 är inplacerade. Kolvhuvudet 13 med tätningsringen 19 är pågängad kolvstângen 14 och fasthà1ler tillika en dämphylsa 23 motsvarande förtjockningen 23 i fig 1. I kolvhuvudet 13 är centrumtappen 30 igängad vilken med centralkanalen 31 kommunicerar med bakre cylinderkammaren 20 samt via ett matningsrör 63 med yttre anslutningen 22.

Ventilsliden 34 är belägen i ventilrummet 29 mellan den utskjutande delen 33 av tappen 30 och kolvstången 14 och avdelar såsom förut rummet 29 i en första och en andra arbetskammare 35 resp 36. Sliden 34 hålls i ett bakre, stängt läge med hjälp av fjädern 41 anbringad mellan sliden och en hyïsa 64. Hylsan 64 är pågängad tappen 30 och är försedd med en inre tätningsring 65 för tätande sammankoppling mel1an röret 63 och tappen 30.

Funktionen är följande vid positiv rörelseriktning. Tryckfluid från en hydraulpump 66 ïedes över en riktningsventii 67 till 15 20 25 30 35 8204316-.7 anslutningen eller inloppet 22 och därefter via matningsröret 63, genom centralkanalen 31 in i kammaren 20 där trycket i första skedet bestämmes av yttre lasten samt den sammanlagda kolvarean av kolvhuvudet 13 samt cylinderrören ll och 55. De tre stegen rör sig i utåt parallellt, ända tills stödringen 56 slår an mot distansringen 54, lza steget har då "bottnat". Den verksamma kolvarean har nu reducerats med ändytan för röret 55 varvid arbetstrycket ökar i motsvarande grad. 2:a och 3:e steget fortsätter härefter att parallellt röra sig utåt med en hastighet som svarar mot fluidtillförseln. Dä cylinderröret 11 rört sig utåt så långt att stödringen 59 slår an mot ansatsen 56 "bottnar" även 2:a steget.

Arbetstrycket förhöjs nu i en grad som svarar mot areareduktionen, vilken är lika med ändarean hos cylinderröret 11 och slutligen rör sig endast 3:e steget som enligt vad som tidigare nämnts är dubbelverkande. Detta innebär att på baksidan, i kammaren 18, deplaceras fluidum som måste avledas till hydraultanken 68. Detta sker via ett hål 69 och en kammare 70 i kolvstången ut till den yttre anslutningen eller utloppet 21.

Då kolven 12 tillryggalagt så lång sträcka att dämphylsan 23 kommer i kontakt med tätningsringen 25 uppdelas kammaren 18 i kamrarna 26 och 27 varvid den senare representerar dämpkammaren 27 där ett förhöjt retardationstryck uppstår genom strypning av flödet via öppningarna 28 i dämphylsan ut till kammaren 26. Härifrån sker dränering till utloppet 21 via hålet 69 samt kammaren 70.

Cylinderhylsans 60 läge relativt kolven 12 i det beskrivna dämpningsskedet är i fig 2 antydd med streckade linjer.

Då dämpningen enligt ovan träder i funktion påverkas sliden 34 på sin ändyta vid kammaren 35 av dämptrycket i kammaren 27 via kanalen 43. På sin andra ändyta påverkas sliden av trycket i kammaren 70 samt fjäderkraften. Så snart tryckfallet över strypningen 28 motsvarar fjäderkraften omräknat till tryck förskjutes sliden så att hålen 40 och 38 slutligen kommunicerar. Pumpflödet shuntas då till hydraultanken via 31, 38, 40, 70, 21 med ett tryckfall som motsvaras av inre strypförluster. I och med denna anordning elimineras 20 25 8204316-7 väsentligen det tillskott som drivtrycket skulle ge upphov till i dämptrycket.

Vid negativ rörelseriktning är funktionen följande. Antag att arbetscylindern är utsatt för en gravitationslast av tryckande karaktär och att rörelsen börjar från fullt expenderad cylinder.

Pumptillflödet sker vid anslutning P1 och returflödet uttages vid anslutning 22 via riktningsventilen 67 för att få en reglerad sänkrörelse till hydraultanken. 3:e steget skjutes nu ihop först varvid bör observeras att detta sker oavsett om yttre lasten är positiv eller negativ i och med att kolven tvångsvis föres inåt. Då 3:e stegets slag fullgjorts helt måste dock sedan en yttre tryckkraft föreligga för att de båda första stegen skall skjutas ihop varvid deplacerat flöde passerar via 31, 63, 22. Under den negativa rörelseriktningen häller sliden 34 passagen 38, 40 stängd av samma skäl som redovisats i föregående utföringsexempel.

I det föregående har två hydrauliska arbetscylindrar beskrivits vilka är utrustade med en anordning för reducering av dämptrycknivân. Uppfinningen är emellertid inte begränsad till de visade exemplen utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav.

Claims (2)

82043154 Patentkrav

1. Tryckf1uidumdriven arbetscy1inder innefattande en cy1inder (11), en i denna rör1ig ko1v (12) med ett ko1vhuvud (13) och en ko1vstâng (14), en in1oppskammare (20) och en ut1oppskammare (18) inbördes âtski1da av ko1vhuvudet, ett in1opp (22) och ett utiopp (21) för förmed1ing av tryckf1uidum ti11 och från respektive kammare, en anordning för dämpning av ko1vröre1sen när ko1vhuvudet (13) närmar sig åtminstone ena änd1äget i cy1indern (11), vi1ken anord- ning innefattar en därvid me11an cy1indern (11) och ko1ven (12) ut- bi1dad dämpkammare (27) som via en strypning (28) står i förbinde1se med ut1oppet (21) varvid en passage (31, 29, 42; 31, 29, 70) är anordnad i ko1ven för förbindning av in1oppskammaren (20) med ut- 1oppet (21) och en mot stängt 1äge med ett fjäderorgan (41) be1astad venti1 (33, 34) är anordnad i passagen, samt att ett med dämpkammaren (27) komunicerande och av dämptrycket pâverkbart omkopp1ingsorgan (35) är ti11ordnat venti1en (33, 34) för öppning av denna mot verkan ' av fjäderorganet (41) under dämpningsfër1oppet, k ä n n e t e c k - n a d a v att venti1en (33, 34) utgörs av en rörformig s1id (34) förskjutbart 1agrad på en i ko1ven (12) och med denna koaxie11t p1acerad tapp (33), att tappen (33) är utformad med en axie11 kana1 (31) vi1ken utgör de1 av nämnda passage (31, 29, 42; 31, 29, 70), och att tappen (33) uppvisar en första radie11 öppning (38) anordnad att samverka med en andra radie11 öppning (40) i venti1s1iden (34) och därigenom definiera venti1ens (33, 34) öppna 1äge. 1

2. Arbetscy1inder en1igt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d a v att in1oppet (22) är anordnat i ko1vstângen (14) och att nämnda kana1 (31) kommunicerar med sin ena ände med in1oppet (22) och med sin andra ände med in1oppskammaren (20).