WO2004072489A1 - Pressure medium-actuated working cylinder - Google Patents
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- WO2004072489A1 WO2004072489A1 PCT/DE2004/000238 DE2004000238W WO2004072489A1 WO 2004072489 A1 WO2004072489 A1 WO 2004072489A1 DE 2004000238 W DE2004000238 W DE 2004000238W WO 2004072489 A1 WO2004072489 A1 WO 2004072489A1
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
- F15B15/222—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston with a piston extension or piston recess which throttles the main fluid outlet as the piston approaches its end position
Definitions
- the invention is based on a pressure-actuated working cylinder, which has the features from the preamble of claim 1, in which the piston is braked when it enters an end position by throttling the pressure medium outflow from the reducing cylinder chamber. By throttling off the flowing pressure medium flow, a pressure is built up in the shrinking cylinder chamber, which generates a force on the piston which is opposite to the movement of the piston.
- the so-called damping pressure building up in the cylinder chamber should not exceed a maximum value that is 1.5 to 2 times the nominal pressure of the working cylinder.
- the working cylinder has maximum damping capacity if the damping pressure has the maximum value over the entire damping distance.
- this ideal course of the damping pressure can only be achieved by designing the throttle cross sections and the throttle lengths between the damping element and the passage opening if the same boundary conditions are always met, i.e. if the working cylinder e.g. is always driven at the same speed and moves the same mass. In the case of the maximum speed and the largest mass, an attempt is then made to obtain the ideal end position damping, so that the damping pressure no longer reaches the maximum value at lower speeds and smaller masses.
- Hydraulic cylinders with end position damping are from a number of publications known.
- EP 0 837 250 A2 shows a working cylinder in which the damping element has throttle grooves that run axially on its outer surface and that taper in cross-section.
- the throttle cross-section across the throttle grooves becomes smaller and smaller when the damping element is immersed in the passage opening.
- a pressure medium connection is connected via a throttle point, the hydraulic resistance of which is largely independent of the immersion depth of the damping element.
- Such damping bushings are expensive due to the large number of processing steps.
- a pressure-actuated working cylinder which has a piston with the features from the preamble of claim 1, is known from DE 198 36 422.
- a damping element is arranged that when the piston runs in immersed in one end position in a passage opening between the one cylinder chamber and a cylinder connection and thereby forms an annular throttle gap with the passage opening for throttled outflow of pressure medium from the cylinder chamber to the cylinder connection.
- a still further working cylinder according to the state of the art has a damping bushing with a circular cylindrical outer surface, which has a play with the cylinder housing. Furthermore, this is provided with a phase at its front end.
- the damping properties depend to a large extent on the viscosity of the pressure medium. Furthermore, the very high pressure peaks lead to piston vibrations when the piston is immersed.
- the invention is based on the object of further developing a pressure-actuated working cylinder with the features from the preamble of patent claim 1 in such a way that a high damping capacity is obtained and that pressure peaks which greatly exceed the system pressure are avoided, so that a soft Damping of the piston should take place.
- the damping bush should have the simplest possible outer profile.
- a pressure medium-actuated working cylinder is provided with a piston, to which a piston rod is fastened and which can be displaced axially between two end positions in a cylinder space while changing the volume of two cylinder chambers in opposite directions, with a damping element arranged on one side of the piston, which has a rotationally symmetrical outer surface and, when the piston enters one end position, is immersed in a passage opening between the one cylinder chamber and a cylinder connection and forms an annular throttle gap with the passage opening for throttled outflow of pressure medium from the cylinder chamber to the cylinder connection.
- the damping element is designed in such a way that a first section of the outer surface thereof is convexly curved in axial section. In this way, a soft damping of the piston can be achieved when entering the end position.
- the radius of the first section is reduced in the axial direction to the end of the damping element facing away from the piston, so that the damping increases as the end position approaches.
- the first section is preferably in the form of a circular arc in the axial section, as a result of which the change in damping becomes smaller with increasing approach to the end position, which supports the soft damping.
- the piston can be damped over a constant flow cross-section by a second section of the outer surface with a constant diameter in axial section following the first section of the outer surface.
- the second section is preferably in one arranged in such a way that it becomes active after the first section as it approaches the end position.
- the width for the throttle gap between the first immersion of the first section in the passage opening and almost complete approach to the end position is in the range from approximately 10 to approximately 30 ( ⁇ in the end position and approximately 30 to approximately 400 ( ⁇ m when first immersed.
- an adjustable damping throttle is provided between the cylinder connection and the cylinder chamber, by means of which the start of action of the damping bushing can be adjusted in relation to the approach to the end position.
- FIG. 4 shows a longitudinal section rotated through 90 ° with respect to FIG. 3 through a damping bushing used in the working cylinder according to FIG. 3,
- Fig. 5 shows a section of Fig. 4 with an excessive representation of the outer surface of the damping bushing
- Fig. 6 shows a pressure medium operated cylinder according to the second embodiment of the invention.
- the hydraulically operated working cylinder shown in FIG. 3 in accordance with the first exemplary embodiment of the invention is a cylinder of the so-called circular design.
- the essential components of the cylinder housing 10 are a cylinder tube 11, a cylinder head 12 which is placed on one end, and a cylinder base 13 which is placed on the other end of the cylinder tube 11.
- a flange 14 is screwed onto each of the two ends of the cylinder tube 11 which are provided with an external thread and has axial threaded holes 15 distributed over 360 °, into which screws tightening the cylinder head or the cylinder base against the cylinder tube 16 are screwed in.
- a piston 20 is axially guided in a tightly sliding manner, which divides the interior of the cylinder tube into two cylinder chambers 21 and 22, the volumes of which oppose one another when the piston moves. change sensibly.
- Hydraulic pressure medium can be supplied to the cylinder chamber 21 through a cylinder connection 23 in the cylinder head 12 and can be removed from this cylinder chamber.
- the radially arranged cylinder connection 23 initially opens into a chamber 24 in the cylinder head 12, which is fluidly connected to the cylinder chamber 21 via an axial passage opening 25 of a certain diameter.
- a pressure medium path runs similarly from a radial cylinder connection 26, a chamber 27 and an axial passage opening 28 of the cylinder base 13 to the cylinder chamber 22.
- the two passage openings 25 and 28 in the cylinder head and in the cylinder base have the same diameter.
- the piston 20 is assembled with a piston rod 35, which passes through the cylinder head 12 to the outside and allows the chamber 24 and the passage opening 25 of the cylinder head 12 to become annular spaces.
- the piston 20 is pushed from the inner end over a reduced-diameter section of the piston rod 35 and is tensioned against a shoulder of the piston rod 35 with the interposition of a collar bushing 36 with the aid of a nut 37 screwed onto the threaded end of the piston rod 35.
- a damping bushing 40a is arranged thereon with axial and radial play which fulfills the function of a throttle body and a check valve body.
- An identical damping bush 40b is arranged with axial and radial play between the piston 20 and a collar 39 of the nut 37.
- a damping bush 40a, 40b has, except for a recess 41 on its side, the piston 20 turned end face 42 over its entire length a constant inner diameter, which is so matched to the outer diameter of the collar bush 36 and the nut 37 that a radial play of z. B. 0.5 mm. In its length, the damping bush 40 z. B. 0.3 mm shorter than the clear distance between the piston 20 and a collar 38, 39. On its end face 42, the damping bush has two diametrically opposed circular segment-like recesses 43, which are not quite as deep as the recess 41.
- the outer surface 50 is preferably provided rotationally symmetrically on the damping element 40a, 40b and, in its axial direction, has a convex section 51 starting from the end face 44 facing away from the piston 20 and then a cylindrical, preferably circular-cylindrical section 52.
- the radius from the convex section 51 of the outer surface 50 preferably decreases in axial section in the direction of the end face 44 facing away from the piston.
- the convex section 51 is preferably designed as an arc. In other words, the convex section 51 forms the outer surface of a circular truncated cone with an outwardly curved jacket pocket.
- the curvature of the lateral surface is preferably constant.
- the center point of the circle for generating the circular arc lies in a radial plane A which has intersection points X between the convex section 52 and the cylindrical section 51 of the outer surface 50 of the damping element 40.
- the radius R for generating the circular arc is preferably in a range from 1 to 3 m. It should be noted that the curvature of the convex section 51 is greatly exaggerated in the illustration of FIG. 5, so that the radius of curvature R is shown greatly reduced in FIG. 5.
- the convex section 51 is preferably dimensioned in such a way that the annular throttle gap between the part of the convex section 51 adjacent to the cylindrical section 52 and the passage opening 25 has a width in the region when the piston 20 enters the end position with respect to the cylinder head 12 from about 10 to about 30 (m) and that the annular throttle gap between the part of the convex section 52 which is adjacent to the end face 44 facing away from the piston 20 and the passage opening 25 when the piston 20 enters the end position with respect to the Cylinder head 12 has a width in the range of about 30 to about 400 microns.
- the curvature of the convex section 52 ensures that the damping bushing, despite the radial play, is threaded into the passage opening 25 or 28.
- the axial length of the damping bushing 40a, 40b was 19 mm
- the axial length of the second section 52 of the outer surface 50 was 4 mm
- the radius R of the convex section 51 of the outer surface 50 was 2 m
- the diameter of the damping bushing on the cylindrical section 52 was 31 mm
- the piston 20 had a diameter of 50 mm
- the piston rod 35 had a diameter of 25 mm.
- the damping bush 40b sits axially on the nut 37 on its collar 39.
- the damping bushing 40 is displaced by its force due to the pressure generated by the applied pressure by its axial play towards the piston 20 until its end face 42 bears against the piston.
- Pressure fluid can now flow into the cylinder chamber through the axial gap between the end face 44 of the damping bush 40 and the collar 39 of the nut 37, through the radial gap between the damping bush 40 and the nut 37 due to the radial play, and through the recesses 43 of the damping bush 40b 22 stream.
- the hydraulic resistance of the flow path described along the inner wall of the damping bush 40b is substantially lower than the hydraulic resistance between its outer surface and the wall of the passage opening 28.
- the piston 20 now moves at a speed corresponding to the pressure medium quantity flowing in via the cylinder connection 26 the cylinder head 12, whereby pressure medium is displaced from the shrinking cylinder chamber 21 via the passage opening 25 and the cylinder connection 23.
- the damping bushing 40a which is guided on the collar bushing 36, begins to dip into the passage opening 25.
- the flow cross-section through the passage bore 25 available for the pressure medium to flow away from the cylinder chamber 21 is reduced.
- the pressure in the cylinder chamber 21 thereby becomes higher than the pressure in the chamber 24 and in the cylinder connection 23 of the cylinder head 12, so that the damping bush 40a is moved away from the piston 20 to the collar 38 of the collar bush 36 and with its end face 44 on the collar seated.
- the damping bushing 40 blocks through the flow path along the radial gap between it and the collar bushing 36.
- the convex section 51 of the damping bushing 40a then reaches the passage opening 25.
- Extending from this end position into the starting position shown in FIG. 1 is carried out in the same way as extending from the starting position.
- the pressure medium-operated working cylinder shown in FIG. 6 in accordance with the second embodiment corresponds in structure and mode of operation to the pressure medium-operated working cylinder in accordance with the first exemplary embodiment, with the exception that, in the pressure medium-operated working cylinder in accordance with the second exemplary embodiment, an additionally adjustable cylinder cylinder 21 and the chamber 24 Throttle 60 is provided. Alternatively or in addition, an adjustable throttle is also provided between the cylinder chamber 22 and the chamber 27.
- the damping behavior such as damping time, damping pressure and final speed of the piston, can be influenced with an adjustable throttle 60.
- the invention thus relates to a pressure-actuated working cylinder with a piston, to which a piston rod is fastened and which is axially displaceable between two end positions in one cylinder space with the volume of two cylinder chambers changing in opposite directions, with one on one side of the piston arranged damping element, which has a rotationally symmetrical outer surface and, when the piston enters one end position, is immersed in a passage opening between the one cylinder chamber and a cylinder connection and, with the passage opening, an annular throttle gap for throttled outflow of pressure medium from the cylinder chamber to the cylinder connection forms, in order to increase the damping capacity, a first section of the outer surface of the damping element is convexly curved in axial section and is preferably designed as an arc.
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Abstract
The invention relates to a pressure medium-actuated working cylinder comprising a piston, to which a piston rod is attached and which can be axially displaced on both sides thereof inside a cylinder space between two final positions while changing, in the opposite direction, the volume of two cylinder chambers. The working cylinder also comprises a damping element, which is placed on one side of the piston and which has a rotational symmetric outer surface and which, when the piston enters into one final position, protrudes into a passage opening between one cylinder chamber and a cylinder connection. Said damping element, together with the passage opening, forms a ring-shaped throttling gap for the throttled discharge of pressure medium out of the cylinder chamber to the cylinder connection. In order to increase the damping capacity, a first section of the outer surface of the damping element is convexly curved in the axial section and is preferably provided with the shape of an arc.
Description
Beschreibung description
Druckmittelbetätigter ArbeitszylinderPressure operated cylinder
Die Erfindung geht aus von einem druckmittelbetätigten Arbeitszylinder, der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, bei dem also der Kolben beim Einlaufen in eine Endstellung durch Abdrosselung des Druckmittelabflusses aus der sich verkleinernden Zylin- derkammer abgebremst wird. Durch die Abdrosselung des abfließenden Druckmittelstroms wird in der sich verkleinernden Zylinderkammer ein Druck aufgebaut, der am Kolben eine Kraft erzeugt, die der Bewegung des Kolbens entgegengerichtet ist.The invention is based on a pressure-actuated working cylinder, which has the features from the preamble of claim 1, in which the piston is braked when it enters an end position by throttling the pressure medium outflow from the reducing cylinder chamber. By throttling off the flowing pressure medium flow, a pressure is built up in the shrinking cylinder chamber, which generates a force on the piston which is opposite to the movement of the piston.
Der sich in der Zylinderkammer aufbauende sogenannte Dämpfungsdruck soll dabei einen Maximalwert, der 1,5 bis 2-fach so groß wie der Nenndruck des Arbeitszylinders ist, nicht überschreiten. Andererseits hat der Arbeitszy- linder maximale Dämpfungskapazität, wenn der Dämpfungsdruck während der gesamten Dämpfungsstrecke den Maximalwert hat. Selbst theoretisch lässt sich dieser ideale Verlauf des Dampfungsdruckes durch die Gestaltung der Drosselquerschnitte und der Drossellängen zwischen dem Dampfungselement und der Durchtrittsoffnung nur dann erreichen, wenn immer dieselben Randbedingungen eingehalten werden, wenn also der Arbeitszylinder z.B. immer mit derselben Geschwindigkeit gefahren wird und dieselbe Masse bewegt. Man versucht dann für den Fall der maxima- len Geschwindigkeit und der größten Masse die ideale Endlagendämpfung zu erhalten, so dass bei kleineren Geschwindigkeiten und kleineren Massen der Dämpfungsdruck den Maximalwert nicht mehr erreicht .The so-called damping pressure building up in the cylinder chamber should not exceed a maximum value that is 1.5 to 2 times the nominal pressure of the working cylinder. On the other hand, the working cylinder has maximum damping capacity if the damping pressure has the maximum value over the entire damping distance. Even theoretically, this ideal course of the damping pressure can only be achieved by designing the throttle cross sections and the throttle lengths between the damping element and the passage opening if the same boundary conditions are always met, i.e. if the working cylinder e.g. is always driven at the same speed and moves the same mass. In the case of the maximum speed and the largest mass, an attempt is then made to obtain the ideal end position damping, so that the damping pressure no longer reaches the maximum value at lower speeds and smaller masses.
Druckmittelbetätigte Arbeitszylinder mit einer Endlagendämpfung sind aus einer Reihe von Druckschriften
bekannt. So zeigt z.B. die EP 0 837 250 A2 einen Arbeits- zylinder, bei dem das Dampfungselement an seiner Außenfläche axial verlaufende und sich in ihrem Querschnitt verjüngende Drosselnuten aufweist. Der Drosselquerschnitt über die Drosselnuten wird beim Eintauchen des Dampfungs- elements in die Durchtrittsoffnung immer kleiner. Zusätzlich zu den Drosselnuten ist nach dem Eintauchen des Dampfungselments in die Durchtrittsoffnung zwischen die Zylinderkammer und den Zylinderanschluss eine Druckmit- telverbindung über eine Drosselstelle geschaltet, deren hydraulischer Widerstand weitgehend unabhängig von der Eintauchtiefe des Dampfungselements ist. Derartige Dämpfungsbuchsen sind auf Grund der Vielzahl an Bearbeitungs- schritten teuer.Hydraulic cylinders with end position damping are from a number of publications known. For example, EP 0 837 250 A2 shows a working cylinder in which the damping element has throttle grooves that run axially on its outer surface and that taper in cross-section. The throttle cross-section across the throttle grooves becomes smaller and smaller when the damping element is immersed in the passage opening. In addition to the throttle grooves, after the damping element has been immersed in the passage opening between the cylinder chamber and the cylinder connection, a pressure medium connection is connected via a throttle point, the hydraulic resistance of which is largely independent of the immersion depth of the damping element. Such damping bushings are expensive due to the large number of processing steps.
Ein druckmittelbetätigter Arbeitszylinder, der einen Kolben mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, ist aus der DE 198 36 422 bekannt. Zumindest auf einer Seite des Kolbens, an dem eine Kol- benstange befestigt ist und der in einem Zylinderraum unter gegensinniger Veränderung des Volumens zweier Zy1inderkämmern auf seinen beiden Seiten axial zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, ist ein Dampfungs- element angeordnet, das beim Einlauf des Kolbens in die eine Endstellung in eine Durchtrittsoffnung zwischen der einen Zylinderkammer und einem Zylinderanschluss eintaucht und dabei mit der Durchtrittsoffnung einen ringförmigen Drosselspalt zum gedrosselten Abfluss von Druckmittel aus der Zylinderkammer zum Zylinderanschluss bildet. Um auf einem bestimmten Weg große mit dem Zylinder bewegte Massen abbremsen zu könnnen, ist die in Fig. 1 dargestellte Außenfläche des Dampfungselements 1 in axialer Richtung derart geformt, dass sie, bei ganz eingetauchtem Dampfungselement betrachtet, am kammersei- tigen Beginn der Durchtrittsoffnung einen maximalen Durchmesser 2 hat und nach einem Flächenabschnitt 3 mit
kleinem Durchmesser oder kleinen Durchmessern in großer Eintauchtiefe des Dämpfungselements über eine kurze Strecke einen mittleren Durchmesser 4 aufweist, der zwischen dem maximalen Durchmesser und dem kleinen Durch- messer liegt. Von Nachteil ist bei diesem Arbeitszylinder, dass die Kanten starke Drückerhöhungen verursachen und dass ein kompliziertes Profil vorliegt.A pressure-actuated working cylinder, which has a piston with the features from the preamble of claim 1, is known from DE 198 36 422. At least on one side of the piston, to which a piston rod is fastened and which is axially displaceable between two end positions in a cylinder space while changing the volume of two cylinder chambers on both sides, a damping element is arranged that when the piston runs in immersed in one end position in a passage opening between the one cylinder chamber and a cylinder connection and thereby forms an annular throttle gap with the passage opening for throttled outflow of pressure medium from the cylinder chamber to the cylinder connection. In order to be able to brake large masses moved with the cylinder in a certain way, the outer surface of the damping element 1 shown in FIG. 1 is shaped in the axial direction in such a way that, when the damping element is completely immersed, it has a maximum at the beginning of the passage opening on the chamber side Has diameter 2 and after a surface section 3 with small diameter or small diameters in a large immersion depth of the damping element over a short distance has an average diameter 4 which lies between the maximum diameter and the small diameter. A disadvantage of this working cylinder is that the edges cause large increases in pressure and that there is a complicated profile.
Bei einem weiteren, in Fig. 2 gezeigten Arbeitszylin- der nach dem Stand der Technik ist außen an der Dämpfungsbuchse eine schräge Abflachung 5, 6 vorgesehen. Von Nachteil ist bei dieser Lösung, dass die Dämpfungsbuchse durch Verformung beim Fräsen und im Betrieb unrund ist .In a further working cylinder according to the prior art shown in FIG. 2, an oblique flattening 5, 6 is provided on the outside of the damping bush. The disadvantage of this solution is that the damping bush is out of round due to deformation during milling and operation.
Ein noch weiterer Arbeitszylinder nach dem Stand der Technik weist eine Dämpfungsbuchse mit einer kreiszylindrischen Außenfläche auf, die ein Spiel zum Zylindergehäuse aufweist. Ferner ist diese an ihrem vorderen Ende mit einer Phase versehen. Die Dämpfungseigenschaften hängen dabei mit einem hohen Maße von der Viskosität des Druckmittels ab. Ferner führen die sehr hohen Druckspitzen beim Eintauchen des Kolbens zu Kolbenschwingungen.A still further working cylinder according to the state of the art has a damping bushing with a circular cylindrical outer surface, which has a play with the cylinder housing. Furthermore, this is provided with a phase at its front end. The damping properties depend to a large extent on the viscosity of the pressure medium. Furthermore, the very high pressure peaks lead to piston vibrations when the piston is immersed.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzuent- wickeln, dass eine hohe Dämpfungskapazität erhalten wird und dass Druckspitzen, die in starkem Maße über den Systemdruck hinausgehen, vermieden werden, wodurch eine weiche Dämpfung des Kolbens erfolgen soll. Dabei soll die Dämpfungsbuchse ein möglichst einfaches Außenprofil aufweisen.The invention is based on the object of further developing a pressure-actuated working cylinder with the features from the preamble of patent claim 1 in such a way that a high damping capacity is obtained and that pressure peaks which greatly exceed the system pressure are avoided, so that a soft Damping of the piston should take place. The damping bush should have the simplest possible outer profile.
Diese Aufgabe wird durch einen Arbeitszylinder nach Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein druckmittelbetätigter Arbeitszylinder mit einem Kolben vorgesehen, an dem eine Kolbenstange befestigt ist und der in einem Zylinderraum unter gegensinniger Veränderung des Volumens zweier Zylinderkammern auf seinen beiden Seiten axial zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, mit einem auf der einen Seite des Kolbens angeordneten Dampfungselement, das eine rotationssymmetrische Außenfläche besitzt und beim Einlaufen des Kolbens in die eine Endstellung in eine Durchtrittsoffnung zwischen der einen Zylinderkammer und einem Zylinderanschluss eintaucht und dabei mit der Durchtrittsoffnung einen ringförmigen Drosselspalt zum gedrosselten Abfluss von Druckmittel aus der Zylinderkammer zum Zylinderanschluss bildet. Das Dampfungselement ist in einer solchen Weise gestaltet, dass ein erster Abschnitt der Außenfläche von diesem im Axialschnitt konvex gekrümmt ist. Auf diese Weise lässt sich eine weiche Dämpfung des Kolbens beim Einlaufen in die End- stellung erzielen.This object is achieved by a working cylinder according to claim 1. According to the invention, a pressure medium-actuated working cylinder is provided with a piston, to which a piston rod is fastened and which can be displaced axially between two end positions in a cylinder space while changing the volume of two cylinder chambers in opposite directions, with a damping element arranged on one side of the piston, which has a rotationally symmetrical outer surface and, when the piston enters one end position, is immersed in a passage opening between the one cylinder chamber and a cylinder connection and forms an annular throttle gap with the passage opening for throttled outflow of pressure medium from the cylinder chamber to the cylinder connection. The damping element is designed in such a way that a first section of the outer surface thereof is convexly curved in axial section. In this way, a soft damping of the piston can be achieved when entering the end position.
Dabei wird bevorzugt, dass sich der Radius des ersten Abschnitts in Axialrichtung zu der dem Kolben abgewandten Stirnseite des Dämpfungselements verringert, damit bei zunehmender Annäherung an die Endstellung die Dämpfung zunimmt .It is preferred that the radius of the first section is reduced in the axial direction to the end of the damping element facing away from the piston, so that the damping increases as the end position approaches.
Der erste Abschnitt ist im Axialschnitt vorzugsweise als Kreisbogen ausgebildet, wodurch die Dämpfungsänderung mit zunehmender Annäherung an die Endstellung kleiner wird, was die weiche Dämpfung unterstützt.The first section is preferably in the form of a circular arc in the axial section, as a result of which the change in damping becomes smaller with increasing approach to the end position, which supports the soft damping.
Durch einen zweiten Abschnitt der Außenfläche mit konstantem Durchmesser im Axialschnitt im Anschluss an den ersten Abschnitt der Außenfläche lässt sich der Kolben über einen konstanten Strömungsquerschnitt dämpfen. Dabei ist der zweite Abschnitt vorzugsweise in einer
solchen Weise angeordnet, dass dieser nach dem ersten Abschnitt bei zunehmender Annäherung an die Endstellung aktiv wird.The piston can be damped over a constant flow cross-section by a second section of the outer surface with a constant diameter in axial section following the first section of the outer surface. The second section is preferably in one arranged in such a way that it becomes active after the first section as it approaches the end position.
Wenn der Mittelpunkt des Kreises zur Erzeugung des ersten Abschnitts in einer Ebene liegt, die die Schnittpunkte zwischen erstem und zweiten Abschnitt aufweist, lassen sich scharfkantige Übergänge und damit Druckspitzen ausschließen. Als Radius haben sich etwa 0,4 bis etwa 5 m als günstig erwiesen.If the center of the circle for generating the first section lies in a plane which has the intersection points between the first and second sections, sharp-edged transitions and thus pressure peaks can be excluded. A radius of approximately 0.4 to approximately 5 m has proven to be favorable.
Die Breite für den Drosselspalt zwischen erstem Eintauchen des ersten Abschnitts in die Durchtrittsoffnung und nahezu vollständiger Annäherung an die Endstellung bewegt sich im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 (μ in der Endstellung und etwa 30 bis etwa 400 (μm beim ersten Eintauchen.The width for the throttle gap between the first immersion of the first section in the passage opening and almost complete approach to the end position is in the range from approximately 10 to approximately 30 (μ in the end position and approximately 30 to approximately 400 (μm when first immersed.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Zylinderanschluss und Zylinderkammer eine einstellbare Dämpfungsdrossel vorgesehen, durch die der Wirkungsbeginn der Dämpfungsbuchse in Bezug auf die Annäherung an die Endstellung einstellbar ist .According to a preferred embodiment, an adjustable damping throttle is provided between the cylinder connection and the cylinder chamber, by means of which the start of action of the damping bushing can be adjusted in relation to the approach to the end position.
Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .Further developments according to the invention are the subject of the dependent claims.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben, in denen:The invention is described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 ein Dämpfungselement entsprechend einem Dokument entsprechend dem Stand der Technik zeigt,1 shows a damping element according to a document according to the prior art,
Fig. 2 einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder entsprechend einem weiteren Dokument entsprechend dem Stand der Technik darstellt,
Fig. 3 einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,2 shows a pressure cylinder operated working cylinder according to another document according to the state of the art, 3 shows a pressure cylinder operated working cylinder according to the first embodiment of the invention,
Fig. 4 einen um 90° gegenüber Fig. 3 gedrehten Längsschnitt durch eine in dem Arbeitszylinder nach Fig. 3 verwendeten Dämpfungsbuchse zeigt,4 shows a longitudinal section rotated through 90 ° with respect to FIG. 3 through a damping bushing used in the working cylinder according to FIG. 3,
Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 4 mit einer überhöhten Darstellung der Außenfläche der Dämpfungsbuchse darstellt undFig. 5 shows a section of Fig. 4 with an excessive representation of the outer surface of the damping bushing and
Fig. 6 einen druckmittelbetätigten Arbeitszylinder entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.Fig. 6 shows a pressure medium operated cylinder according to the second embodiment of the invention.
Der in Fig. 3 gezeigte hydraulisch betriebene Arbeitszylinder entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Zylinder der sogenannten Rundbauart. Das Zylindergehäuse 10 besitzt als wesentliche Bauteile ein Zylinderrohr 11, einen Zylinderkopf 12, der auf das eine Ende, und einen Zylinderboden 13, der auf das andere Ende des Zylinderrohres 11 aufgesetzt ist. Zur Befestigung von Zylinderrohr, Zylinderkopf und Zylinderboden aneinander ist auf jedes der beiden mit einem Außengewinde versehenen Enden des Zylinderrohrs 11 ein Flansch 14 aufgeschraubt, der über 360° verteilt axiale Gewindebohrungen 15 aufweist, in die den Zylinderkopf bzw. den Zylinderboden gegen das Zylinderrohr verspannende Schrauben 16 eingeschraubt sind.The hydraulically operated working cylinder shown in FIG. 3 in accordance with the first exemplary embodiment of the invention is a cylinder of the so-called circular design. The essential components of the cylinder housing 10 are a cylinder tube 11, a cylinder head 12 which is placed on one end, and a cylinder base 13 which is placed on the other end of the cylinder tube 11. To fasten the cylinder tube, cylinder head and cylinder base to each other, a flange 14 is screwed onto each of the two ends of the cylinder tube 11 which are provided with an external thread and has axial threaded holes 15 distributed over 360 °, into which screws tightening the cylinder head or the cylinder base against the cylinder tube 16 are screwed in.
Im Inneren des Zylinderrohres 11 ist ein Kolben 20 dicht gleitend axial geführt, der das Innere des Zylin- derrohrs in zwei Zylinderkammern 21 und 22 aufteilt, deren Volumina sich bei einer Bewegung des Kolbens gegen-
sinnig verändern. Durch einen Zylinderanschluss 23 im Zylinderkopf 12 kann hydraulisches Druckmittel der Zylinderkammer 21 zugeführt und aus dieser Zylinderkammer abgeführt werden. Der radial angeordnete Zylinderan- schluss 23 mündet dabei zunächst in eine Kammer 24 im Zylinderkopf 12, die mit der Zylinderkammer 21 über eine axiale Durchtrittsoffnung 25 bestimmten Durchmessers fluidisch verbunden ist. Ähnlich verläuft ein Druckmittelpfad von einem radialen Zylinderanschluss 26, einer Kammer 27 und einer axialen Durchtrittsoffnung 28 des Zylinderbodens 13 zur Zylinderkammer 22. Die beiden Durchtrittsöffnungen 25 und 28 im Zylinderkopf bzw. im Zylinderboden haben gleiche Durchmesser.In the interior of the cylinder tube 11, a piston 20 is axially guided in a tightly sliding manner, which divides the interior of the cylinder tube into two cylinder chambers 21 and 22, the volumes of which oppose one another when the piston moves. change sensibly. Hydraulic pressure medium can be supplied to the cylinder chamber 21 through a cylinder connection 23 in the cylinder head 12 and can be removed from this cylinder chamber. The radially arranged cylinder connection 23 initially opens into a chamber 24 in the cylinder head 12, which is fluidly connected to the cylinder chamber 21 via an axial passage opening 25 of a certain diameter. A pressure medium path runs similarly from a radial cylinder connection 26, a chamber 27 and an axial passage opening 28 of the cylinder base 13 to the cylinder chamber 22. The two passage openings 25 and 28 in the cylinder head and in the cylinder base have the same diameter.
Der Kolben 20 ist mit einer Kolbenstange 35 zusammengebaut, die durch den Zylinderkopf 12 nach außen tritt und die Kammer 24 und die Durchtrittsoffnung 25 des Zylinderkopfes 12 zu Ringräumen werden lässt. Der Kolben 20 ist vom inneren Ende aus über einen im Durchmesser verkleinerten Abschnitt der Kolbenstange 35 geschoben und unter Zwischenlage einer Bundbuchse 36 mit Hilfe einer auf das mit einem Gewinde versehene Ende der Kolbenstange 35 aufgeschraubten Mutter 37 gegen eine Schulter der Kolbenstange 35 gespannt .The piston 20 is assembled with a piston rod 35, which passes through the cylinder head 12 to the outside and allows the chamber 24 and the passage opening 25 of the cylinder head 12 to become annular spaces. The piston 20 is pushed from the inner end over a reduced-diameter section of the piston rod 35 and is tensioned against a shoulder of the piston rod 35 with the interposition of a collar bushing 36 with the aid of a nut 37 screwed onto the threaded end of the piston rod 35.
Axial zwischen dem Kolben 20 und dem Bund 38 der Bundbuchse 36 ist auf dieser mit axialem und mit radialem Spiel eine Dämpfungsbuchse 40a angeordnet, die die Funktion eines Drosselkörpers und eines Rückschlagventilkör- pers erfüllt. Eine identische Dämpfungsbuchse 40b ist mit axialem und radialem Spiel zwischen dem Kolben 20 und einem Bund 39 der Mutter 37 angeordnet.Axially between the piston 20 and the collar 38 of the collar bushing 36, a damping bushing 40a is arranged thereon with axial and radial play which fulfills the function of a throttle body and a check valve body. An identical damping bush 40b is arranged with axial and radial play between the piston 20 and a collar 39 of the nut 37.
Die Form der Dämpfungsbuchsen geht näher aus den Fi- guren 4 und 5 hervor. Eine Dämpfungsbuchse 40a, 40b hat bis auf eine Ausdrehung 41 an ihrer dem Kolben 20 zuge-
wandten Stirnseite 42 über ihre gesamte Länge einen konstanten Innendurchmesser, der so auf den Außendurchmesser der Bundbuchse 36 und der Mutter 37 abgestimmt ist, dass sich ein radiales Spiel von z. B. 0,5 mm er- gibt. In ihrer Länge ist die Dämpfungsbuchse 40 z. B. 0,3 mm kürzer als der lichte Abstand zwischen dem Kolben 20 und einem Bund 38, 39. An ihrer Stirnseite 42 besitzt die Dämpfungsbuchse zwei sich diametral gegenüberliegende kreissegmentartige Aussparungen 43, die nicht ganz so tief wie die Ausdrehung 41 sind.The shape of the damping bushes is shown in more detail in FIGS. 4 and 5. A damping bush 40a, 40b has, except for a recess 41 on its side, the piston 20 turned end face 42 over its entire length a constant inner diameter, which is so matched to the outer diameter of the collar bush 36 and the nut 37 that a radial play of z. B. 0.5 mm. In its length, the damping bush 40 z. B. 0.3 mm shorter than the clear distance between the piston 20 and a collar 38, 39. On its end face 42, the damping bush has two diametrically opposed circular segment-like recesses 43, which are not quite as deep as the recess 41.
Die Außenfläche 50 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch am Dampfungselement 40a, 40b vorgesehen und hat in ihrer Axialrichtung von der dem Kolben 20 abgewandten Stirnseite 44 ausgehend einen konvexen Abschnitt 51 und im Anschluss daran einen zylinderisehen, vorzugsweise kreiszylindrischen Abschnitt 52. Der Raduis vom konvexen Abschnitt 51 der Außenfläche 50 verringert sich vorzugsweise im Axialschnitt in Richtung auf die dem Kolben abgewandte Stirnseite 44 hin. Der konvexe Abschnitt 51 ist bevorzugt als Kreisbogen ausgebildet. Anders ausgedrückt bildet der konvexe Abschnitt 51 die Außenfläche eines Kreiskegelstumpfes mit nach außen gewölbter Mantel- fache. Die Krümmung der Mantelfläche ist dabei vorzugs- weise konstant.The outer surface 50 is preferably provided rotationally symmetrically on the damping element 40a, 40b and, in its axial direction, has a convex section 51 starting from the end face 44 facing away from the piston 20 and then a cylindrical, preferably circular-cylindrical section 52. The radius from the convex section 51 of the outer surface 50 preferably decreases in axial section in the direction of the end face 44 facing away from the piston. The convex section 51 is preferably designed as an arc. In other words, the convex section 51 forms the outer surface of a circular truncated cone with an outwardly curved jacket pocket. The curvature of the lateral surface is preferably constant.
Der Mittelpunkt des Kreises zur Erzeugung des Kreisbogens liegt in einer Radialebene A, die Schnittpunkte X zwischen dem konvexen Abschnitt 52 und dem zylindrischen Abschnitt 51 der Außenfläche 50 des Dämpfungselementes 40 aufweist. Dadurch erfolgt der Übergang zwischen dem konvexen Abschnitt 51 und dem zylindrischen Abschnitt 52 stetig. Somit liegt eine über einen Teil der Axialausdehnung konvex gekrümmte rotationssymmetrische Dampfungs- buchse ohne scharfkantige Übergänge vor.
Der Radius R zur Erzeugung des Kreisbogens liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 bis 3 m. Es ist zu beachten, dass in der Darstellung von Fig. 5 aus Gründen der Erkennbarkeit die Krümmung des konvexen Abschnitts 51 stark überhöht ist, so dass der Krümmungsradius R in Fig. 5 stark verkleinert gezeigt ist.The center point of the circle for generating the circular arc lies in a radial plane A which has intersection points X between the convex section 52 and the cylindrical section 51 of the outer surface 50 of the damping element 40. As a result, the transition between the convex section 51 and the cylindrical section 52 takes place continuously. Thus there is a rotationally symmetrical damping bushing which is convexly curved over part of the axial extent and has no sharp-edged transitions. The radius R for generating the circular arc is preferably in a range from 1 to 3 m. It should be noted that the curvature of the convex section 51 is greatly exaggerated in the illustration of FIG. 5, so that the radius of curvature R is shown greatly reduced in FIG. 5.
Der konvexe Abschnitt 51 ist vorzugsweise in einer solchen Weise bemessen, dass der ringförmige Drosselspalt zwischen dem zum zylindrischen Abschnitt 52 benachbarten Teil des konvexen Abschnitts 51 und der Durchtrittsoffnung 25 beim Einlaufen des Kolbens 20 in die Endstellung in Bezug auf den Zylinderkopf 12 eine Breite im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 (m hat, und dass der ringförmige Drosselspalt zwischen dem Teil des konvexen Abschnitts 52, der zur dem Kolben 20 abgewandten Stirnseite 44 benachbart liegt, und der Durchtrittsoffnung 25 beim Einlaufen des Kolbens 20 in die Endstellung in Bezug auf den Zylinderkopf 12 eine Breite im Bereich von etwa 30 bis etwa 400 μm hat.The convex section 51 is preferably dimensioned in such a way that the annular throttle gap between the part of the convex section 51 adjacent to the cylindrical section 52 and the passage opening 25 has a width in the region when the piston 20 enters the end position with respect to the cylinder head 12 from about 10 to about 30 (m) and that the annular throttle gap between the part of the convex section 52 which is adjacent to the end face 44 facing away from the piston 20 and the passage opening 25 when the piston 20 enters the end position with respect to the Cylinder head 12 has a width in the range of about 30 to about 400 microns.
Durch die Wölbung des konvexen Abschnitts 52 wird sicher gestellt, dass sich die Dämpfungsbuchse trotz des radialen Spiels in die Durchtrittsoffnung 25 bzw. 28 einfädelt.The curvature of the convex section 52 ensures that the damping bushing, despite the radial play, is threaded into the passage opening 25 or 28.
In einem Beispiel betrugen die axiale Länge der Dämpfungsbuchse 40a, 40b 19 mm, die axiale Länge des zweiten Abschnitts 52 der Außenfläche 50 4 mm, der Radius R des konvexen Abschnitts 51 der Außenfläche 50 2m und der Durchmesser der Dämpfungsbuchse am zylindrischen Abschnitt 52 31mm, während der Kolben 20 einen Durchmesser von 50 mm und die Kolbenstange 35 einen Durchmesser von 25 mm hatten.
In der in Figur 3 gezeigten Position des Kolbens 20 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel sitzt die Dämpfungsbuchse 40b an der Mutter 37 axial auf deren Bund 39 auf. Wird nun dem Zylinderanschluss 26 Druckmittel zugeführt, so wird die Dämpfungsbuchse 40 durch die durch den anstehenden Druck erzeugte Kraft um ihr axiales Spiel zum Kolben 20 hin verschoben, bis sie mit ihrer Stirnseite 42 am Kolben anliegt. Nun kann Druckmittel durch den Axialspalt zwischen der Stirnseite 44 der Dampfungs- buchse 40 und dem Bund 39 der Mutter 37, durch den auf Grund des Radialspiels vorhandenen Radialspalt zwischen der Dämpfungsbuchse 40 und der Mutter 37 und durch die Aussparungen 43 der Dämpfungsbuchse 40b in die Zylinderkammer 22 strömen. Der hydraulische Widerstand des be- schriebenen Strömungspfades entlang an der Innenwand der Dämpfungsbuchse 40b ist wesentlich geringer als der hydraulische Widerstand zwischen deren Außenfläche und der Wand der Durchtrittsoffnung 28. Der Kolben 20 bewegt sich nun mit einer der über den Zylinderanschluss 26 zufließenden Druckmittelmenge entsprechenden Geschwindigkeit auf den Zylinderkopf 12 zu, wobei Druckmittel aus der sich verkleinernden Zylinderkammer 21 über die Durchtrittsoffnung 25 und den Zylinderanschluss 23 verdrängt wird. In einem bestimmten Abstand des Kolbens 20 vom Zylinderkopf 12 beginnt die Dämpfungsbuchse 40a, die an der Bundbuchse 36 geführt ist, in die Durchtrittsoffnung 25 einzutauchen. Dadurch wird der für das Wegfließen des Druckmittels aus der Zylinderkammer 21 zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt durch die Durchtrittsboh- rung 25 verkleinert. Der Druck in der Zylinderkammer 21 wird dadurch höher als der Druck in der Kammer 24 und im Zylinderanschluss 23 des Zylinderkopfes 12, so dass die Dämpfungsbuchse 40a vom Kolben 20 weg an den Bund 38 der Bundbuchse 36 heranbewegt wird und mit ihrer Stirnseite 44 auf dem Bund aufsitzt. Wie der bewegliche Körper eines Rückschlagventils versperrt die Dämpfungsbuchse 40 da-
durch den Strömungspfad entlang des Radialspaltes zwischen ihr und der Bundbuchse 36. Es gelangt dann der konvexe Abschnitt 51 der Dämpfungsbuchse 40a in die Durchtrittsoffnung 25. Dadurch wird der Strömungspfad entlang der Außenseite der Dämpfungsbuchse 40a in zunehmenden Maße enger und steigt der Druck in der Zylinderkammer 21. Durch diese Erhöhung des hydraulischen Widerstandes entlang des Strδmungspfades an der Außenseite der Dämpfungsbuchse 40a und auf Grund der wegen der nun schon geringen Geschwindigkeit des Kolbens 20 auch nur geringen Menge von aus der Zylinderkammer 21 pro Zeiteinheit zu verdrängendem Druckmittel in der Zylinderkammer 21 erfolgt eine weiche Dämpfung des Kolbens ohne weit über den Systemdruck hinausgehende Druckspitzen. Die Dämpfung erfolgt anschließend bei in die Durchtrittsoffnung 25 eintretendem zylindrischen Abschnitt 52 über den Spalt zwischen Durchtrittsoffnung 25 und zylindrischem Abschnitt 52. Schließlich gelangt der Kolben 20 mit sehr geringer Geschwindigkeit in seine Endlage am Zylinderkopf 12.In one example, the axial length of the damping bushing 40a, 40b was 19 mm, the axial length of the second section 52 of the outer surface 50 was 4 mm, the radius R of the convex section 51 of the outer surface 50 was 2 m and the diameter of the damping bushing on the cylindrical section 52 was 31 mm, while the piston 20 had a diameter of 50 mm and the piston rod 35 had a diameter of 25 mm. In the position of the piston 20 shown in FIG. 3 in accordance with the first exemplary embodiment, the damping bush 40b sits axially on the nut 37 on its collar 39. If pressure medium is now supplied to the cylinder connection 26, the damping bushing 40 is displaced by its force due to the pressure generated by the applied pressure by its axial play towards the piston 20 until its end face 42 bears against the piston. Pressure fluid can now flow into the cylinder chamber through the axial gap between the end face 44 of the damping bush 40 and the collar 39 of the nut 37, through the radial gap between the damping bush 40 and the nut 37 due to the radial play, and through the recesses 43 of the damping bush 40b 22 stream. The hydraulic resistance of the flow path described along the inner wall of the damping bush 40b is substantially lower than the hydraulic resistance between its outer surface and the wall of the passage opening 28. The piston 20 now moves at a speed corresponding to the pressure medium quantity flowing in via the cylinder connection 26 the cylinder head 12, whereby pressure medium is displaced from the shrinking cylinder chamber 21 via the passage opening 25 and the cylinder connection 23. At a certain distance of the piston 20 from the cylinder head 12, the damping bushing 40a, which is guided on the collar bushing 36, begins to dip into the passage opening 25. As a result, the flow cross-section through the passage bore 25 available for the pressure medium to flow away from the cylinder chamber 21 is reduced. The pressure in the cylinder chamber 21 thereby becomes higher than the pressure in the chamber 24 and in the cylinder connection 23 of the cylinder head 12, so that the damping bush 40a is moved away from the piston 20 to the collar 38 of the collar bush 36 and with its end face 44 on the collar seated. Like the movable body of a check valve, the damping bushing 40 blocks through the flow path along the radial gap between it and the collar bushing 36. The convex section 51 of the damping bushing 40a then reaches the passage opening 25. As a result, the flow path along the outside of the damping bushing 40a becomes increasingly narrow and the pressure in the cylinder chamber 21 rises This increase in hydraulic resistance along the flow path on the outside of the damping bush 40a and due to the small amount of pressure medium to be displaced from the cylinder chamber 21 per unit of time in the cylinder chamber 21 due to the now low speed of the piston 20 result in a soft Damping of the piston without pressure peaks that go far beyond the system pressure. The damping then takes place with the cylindrical section 52 entering the passage opening 25 via the gap between the passage opening 25 and the cylindrical section 52. Finally, the piston 20 reaches its end position on the cylinder head 12 at a very low speed.
Das Ausfahren aus dieser Endlage in die in Figur 1 gezeigte Ausgangsposition geschieht analog wie das Ausfahren aus der Ausgangsposition.Extending from this end position into the starting position shown in FIG. 1 is carried out in the same way as extending from the starting position.
Der in Fig. 6 gezeigte druckmittelbetätigte Arbeits- zylinder entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht in Aufbau und Funktionweise dem druckmittelbetätigten Arbeitszylinder entsprechend dem ersten Ausfüh- rungsbeispiel mit der Ausnahme, dass beim druckmittelbetätigte Arbeitszylinder entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich zwischen Zylinderkammer 21 und der Kammer 24 eine einstellbare Drossel 60 vorgesehen ist .
Alternativ oder in Ergänzung dazu ist zwischen der Zylinderkammer 22 und der Kammer 27 ebenfalls eine einstellbare Drossel vorgesehen.The pressure medium-operated working cylinder shown in FIG. 6 in accordance with the second embodiment corresponds in structure and mode of operation to the pressure medium-operated working cylinder in accordance with the first exemplary embodiment, with the exception that, in the pressure medium-operated working cylinder in accordance with the second exemplary embodiment, an additionally adjustable cylinder cylinder 21 and the chamber 24 Throttle 60 is provided. Alternatively or in addition, an adjustable throttle is also provided between the cylinder chamber 22 and the chamber 27.
Mit einer einstellbaren Drossel 60 lässt sich das Dämpfungsverhalten wie Dampfungszeit, Dämpfungsdruck, Endgeschwindigkeit des Kolbens beeinflussen.The damping behavior, such as damping time, damping pressure and final speed of the piston, can be influenced with an adjustable throttle 60.
Die Erfindung bezieht sich somit auf einen druckmit- telbetätigter Arbeitszylinder mit einem Kolben, an dem eine Kolbenstange befestigt ist und der in einem Zylinderraum unter gegensinniger Veränderung des Volumens zweier Zylinderkammern auf seinen beiden Seiten axial zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, mit einem auf der einen Seite des Kolbens angeordneten Dampfungs- element, das eine rotationssymmetrische Außenfläche besitzt und beim Einlaufen des Kolbens in die eine Endstellung in eine Durchtrittsoffnung zwischen der einen Zylinderkammer und einem Zylinderanschluss eintaucht und dabei mit der Durchtrittsoffnung einen ringförmigen Drosselspalt zum gedrosselten Abfluss von Druckmittel aus der Zylinderkammer zum Zylinderanschluss bildet, wobei zur Erhöhung der Dampfungskapzitat ein erster Abschnitt der Außenfläche des Dampfungselementes im Axialschnitt konvex gekrümmt ist und vorzugsweise als Kreisbogen ausgebildet ist.
The invention thus relates to a pressure-actuated working cylinder with a piston, to which a piston rod is fastened and which is axially displaceable between two end positions in one cylinder space with the volume of two cylinder chambers changing in opposite directions, with one on one side of the piston arranged damping element, which has a rotationally symmetrical outer surface and, when the piston enters one end position, is immersed in a passage opening between the one cylinder chamber and a cylinder connection and, with the passage opening, an annular throttle gap for throttled outflow of pressure medium from the cylinder chamber to the cylinder connection forms, in order to increase the damping capacity, a first section of the outer surface of the damping element is convexly curved in axial section and is preferably designed as an arc.
Claims
1. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder mit einem Kolben (20) , an dem eine Kolbenstange (35) befestigt ist und der in einem Zylinderraum unter gegensinniger Veränderung des Volumens zweier Zylinderkammern (21, 22) auf seinen beiden Seiten axial zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, mit einem auf der einen Seite des Kolbens (20) angeordneten Dampfungselement (40a, 40b) , das eine rotationssymmetrische Außenfläche (50) besitzt und beim Einlaufen des Kolbens (20) in die eine Endstellung in eine Durchtrittsoffnung (25, 28) zwischen der einen Zylinderkammer (21, 22) und einem Zylinderanschluss (23, 26) eintaucht und dabei mit der Durchtrittsoffnung (25, 28) einen ringförmigen Drosselspalt zum gedrosselten Abfluss von Druckmittel aus der Zylinderkammer (21, 22) zum Zylinderanschluss (23, 26) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abschnitt (51) der Außenfläche (50) des Dampfungselementes (40a, 40b) im Axialschnitt konvex gekrümmt ist .1. Pressure-actuated working cylinder with a piston (20), to which a piston rod (35) is fastened and which is axially displaceable between two end positions on one of its two sides in a cylinder space while changing the volume of two cylinder chambers (21, 22) in opposite directions on one side of the piston (20) arranged damping element (40a, 40b), which has a rotationally symmetrical outer surface (50) and when the piston (20) enters one end position in a passage opening (25, 28) between the one cylinder chamber ( 21, 22) and a cylinder connection (23, 26) and thereby forms an annular throttling gap with the passage opening (25, 28) for throttled outflow of pressure medium from the cylinder chamber (21, 22) to the cylinder connection (23, 26), characterized that a first section (51) of the outer surface (50) of the damping element (40a, 40b) is convexly curved in axial section.
2. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach Anspruch 1, wobei sich der Radius des ersten Abschnitts (51) in Axialrichtung zu der dem Kolben (20) abgewandten Stirnseite (44) des Dampfungselementes (40a, 40b) hin verringert .2. Pressure-actuated working cylinder according to claim 1, wherein the radius of the first section (51) decreases in the axial direction toward the end (44) of the damping element (40a, 40b) facing away from the piston (20).
3. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Abschnitt (51) im Axial- schnitt als Kreisbogen ausgebildet ist.3. Pressure medium operated cylinder according to claim 1 or 2, wherein the first section (51) is formed in the axial section as a circular arc.
. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zweiter Abschnitt (52) der Außenfläche (50) des Dampfungselementes im Axialschnitt einen konstanten Durchmesser aufweist. , Pressurized cylinder according to one of the preceding claims, wherein a second section (52) of the outer surface (50) of the damping element has a constant diameter in axial section.
5. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach Anspruch 4, wobei der zweite Abschnitt (52) bei vollständig eingetauchtem Dampfungselement betrachtet am kammer- seitigen Beginn der Durchtrittsoffnung (25, 28) angeordnet ist.5. Pressure-actuated working cylinder according to claim 4, wherein the second section (52), when the damping element is completely immersed, is arranged at the chamber-side start of the passage opening (25, 28).
6. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Mittelpunkt des Kreises zur Erzeu- gung des Kreisbogens in einer Ebene (A) liegt, die die Schnittpunkte (X) zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt (51, 52) der Außenfläche des Dämpfungselementes aufweist.6. Pressure-actuated working cylinder according to claim 4 or 5, wherein the center of the circle for generating the circular arc lies in a plane (A) which the intersection points (X) between the first and the second section (51, 52) of the outer surface of Has damping element.
7. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach Anspruch 6, wobei der Radius (R) des Kreises zur Erzeugung des Kreisbogens in einem Bereich von etwa 0 , 4 bis etwa 5 m liegt.7. Pressure medium operated cylinder according to claim 6, wherein the radius (R) of the circle for generating the arc is in a range from about 0.4 to about 5 m.
8. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ringförmige Drosselspalt zwischen dem vom zweiten Abschnitt (52) in Axialrichtung abgewandten Teil des ersten Abschnitts (51) der Außenfläche (50) und der Durchtrittsoffnung (25, 28) beim Einlaufen des Kolbens (20) in die eine Endstellung eine Breite im Bereich von etwa 10 bis etwa 30 μm hat.8. Pressure-actuated working cylinder according to one of the preceding claims, wherein the annular throttle gap between the part of the first section (51) facing away from the second section (52) in the axial direction of the outer surface (50) and the passage opening (25, 28) when the piston () 20) in which an end position has a width in the range from approximately 10 to approximately 30 μm.
9. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ringförmige Drosselspalt zwischen dem zweiten Abschnitt (52) der Außenfläche (50) und der Durchtrittsoffnung (25, 28) beim Einlaufen des Kolbens (20) in die eine Endstellung eine Breite im Bereich von etwa 30 bis etwa 400 μm hat . 9. Pressure medium operated cylinder according to one of the preceding claims, wherein the annular throttle gap between the second section (52) of the outer surface (50) and the passage opening (25, 28) when the piston (20) enters the one end position a width in the range of has about 30 to about 400 microns.
0. Druckmittelbetätigter Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen Zylinderkammer (21, 22) und Zylinderanschluss (23, 26) eine einstellbare Dämpfungsdrossel vorgesehen ist. 0. Pressure medium-operated working cylinder according to one of the preceding claims, wherein an adjustable damping throttle is provided between the cylinder chamber (21, 22) and the cylinder connection (23, 26).
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