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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zylindervorrichtung
mit einem Zylinderkörper und
einem Dämpfungsmechanismus
zur Änderung der
Verschiebungsgeschwindigkeit eines Kolbens an dessen Verschiebungsende.
Der Kolben ist in Axialrichtung in einem Zylinderkörper verschiebbar.
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Druckfluidbetriebene
Zylindervorrichtungen werden als Antriebsmechanismen zum Transportieren
und Positionieren von Werkstücken
oder zum Antreiben verschiedenster industrieller Maschinen eingesetzt.
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Wie
in 8 dargestellt ist, weist eine herkömmliche
Zylindervorrichtung einen Kolben 2 auf, der verschiebbar
in einem Zylinderkörper 1 vorgesehen
ist. Eine längliche
Kolbenstange 3 ist mit dem Kolben 2 verbunden.
Eine Kopfabdeckung 4a und eine Stangenabdeckung 4b sind
jeweils mit den Enden des Zylinderkörpers 1 verbunden
und verschließen
diese Enden. Druckfluidanschlüsse 5a, 5b, durch
welche das Druckfluid zugeführt
und abgeführt wird,
sind in der Kopfabdeckung 4a bzw. der Stangenabdeckung 4b ausgebildet.
Der Kolben 2 wird durch das Druckfluid, das von den Druckfluidanschlüssen 5a, 5b einer
Zylinderkammer 6 in dem Zylinderkörper 1 zugeführt wird,
in axialer Richtung verschoben.
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Dämpfungsventile 7a, 7b sind
an der Kopfabdeckung 4a bzw. der Stangenabdeckung 4b vorgesehen
und steuern die Durchflussrate des von der Zylinderkammern 6 abgeführten Druckfluides.
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Die
Kopfabdeckung 4a und die Stangenabdeckung 4b weisen
Kontrollventile 8a, 8b auf, die in der Nähe der Dämpfungsventile 7a, 7b angeordnet sind.
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Erste
Verbindungsdurchgänge 9a sind
so ausgebildet, dass die Zylinderkammer 6 mit Öffnungen,
in welchen die Dämpfungsventile 7a, 7b vorgesehen
sind, kommunizieren. Die Öffnungen
kommunizieren mit dem Inneren der Kopfabdeckung 4a und der
Stangenabdeckung 4b, in welche die Kolbenstange 3 eingesetzt
ist.
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Zweite
Verbindungsdurchgänge 9b sind
so ausgebildet, dass die Zylinderkammern 6 mit Öffnungen
kommunizieren, in welchen die Kontrollventile 8a, 8b vorgesehen
sind. Die Öffnungen
kommunizieren mit dem Inneren der Kopfabdeckung 4a und
der Stangenabdeckung 4b, in welche die Kolbenstange 3 eingesetzt
ist.
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Die
Dämpfungsventile 7a, 7b können durch die
Gewindeabschnitte relativ zu der Kopfabdeckung 4a und der
Stangenabdeckung 4b geschraubt werden. Wenn die Dämpfungsventile 7a, 7b geschraubt werden,
werden die Dämpfungsventile 7a, 7b in
einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Achse des Zylinderkörpers 1 verstellt.
Die Querschnittsflächen
der Durchflussdurchgänge
für das
durch die ersten Verbindungsdurchgänge 9a fließende Druckfluid
werden durch die Enden der Dämpfungsventile 7a, 7b geändert, wenn
die Dämpfungsventile 7a, 7b verstellt
werden, um die Durchflussraten des von den Druckfluidanschlüssen 5a, 5b über die
ersten Verbindungsdurchgänge 9a nach
außen
abzuführenden Druckfluides
einzustellen.
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Wenn
das Druckfluid von einem Druckfluidanschluss 5b nahe der
Stangenabdeckung 4b zugeführt wird, wird der Kolben 2 bspw.
zusammen mit der Kolbenstange 3 zu der Kopfabdeckung 4a verschoben.
Während
dieses Vorgangs wird das Druckfluid, das in der Zylinderkammer 6,
die nahe der Kopfabdeckung 4a angeordnet ist, verbleibt,
von dem Druckfluidanschluss 5a über das Innere der Kopfabdeckung 4a,
in welche das Ende der Kolbenstange 3 eingesetzt ist, nach
außen
abgeführt,
wenn der Kolben 2 verschoben wird.
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Wenn
das Ende der Kolbenstange 3 in die Kopfabdeckung 4a eingesetzt
ist, wird das Druckfluid von dem Druckfluidanschluss 5a über den
ersten Verbindungsdurchgang 9a abgeführt. Die Verschiebungsgeschwindigkeit
des Kolbens 2 wird durch Einstellen der Abfuhrmengen des
durch die ersten Verbindungsdurchgänge 9a fließenden Druckfluides durch
das Einschrauben der Dämpfungsventile 7a, 7b abgebremst
(vgl. bspw. "JIS
Handbook", JIS B 8377-1981
(Seite 538, 2)).
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In
dem Fall der in dem "JIS
Handbook", JIS B
8377-1981 (Seite 538, 2) beschriebenen Zylindervorrichtung
werden die Durchflussraten des von den ersten Verbindungsdurchgängen 9a abzuführenden
Druckfluides durch Einschrauben der Dämpfungsventile 7a, 7b eingestellt,
die in der Kopfabdeckung 4a bzw. der Stangenabdeckung 4b vorgesehen
sind, um die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 2,
der in dem Zylinderkörper 1 verschoben wird,
zu ändern.
Dadurch wird der Kolben 2 durch Dämpfung an einer Kollision mit
der Kopfabdeckung 4a oder der Stangenabdeckung 4b gehindert.
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Wenn
die Verschiebungsgeschwindigkeit der Kolben 2 durch die
Dämpfungsventile 7a, 7b eingestellt
wird, werden bei der herkömmlichen
Vorrichtung die Dämpfungsventile 7a, 7b aber
in ihrer axialen Richtung verstellt. Daher sind die Dämpfungsventile 7a, 7b bspw.
um eine festgelegte Tiefe von der Seitenfläche des Zylinderkörpers 1 zurückgesetzt. Wenn
die Zylindervorrichtung in einer Umgebung eingesetzt wird, in welcher
Flüssigkeit
oder dgl. in der Nähe
der Zylindervorrichtung verwendet wird, bleiben die Flüssigkeit
und der Staub oder dgl. in den Löchern,
in welchen die Dämpfungsventile 7a, 7b installiert
sind, zurück.
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Aus
der
DE 202 19 693
U1 ist ferner ein fluidbetätigter Antrieb mit einem beweglichen
Kolben bekannt, dessen Anschlag an einem Hubende durch eine Drosseleinrichtung
gedämpft
wird. Hierzu ist in einem Drosselkanal über eine Aufnahme ein Drosselglied
axial ortsfest und zugleich drehbar angeordnet. Am Außenumfang
des Drosselgliedes ist eine Drosselnut ausgebildet, die sich in
Umfangsrichtung erstreckt und einen in Längsrichtung veränderlichen Querschnitt
aufweist. Das Drosselglied weist eine einerseits mit der Drosselnut
verbundene und andererseits zu dem Drosselkanal führende Durchtrittsöffnung auf.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zylindervorrichtung
vorzuschlagen, mit der das Zurücksetzen
eines drehbaren Elementes relativ zu dem Zylinderkörpers vermieden
wird, wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit am Ende der Verschiebung
eines Kolbens durch das drehbare Element und ein Einstellelement,
die an einem Abdeckelement und/oder dem Zylinderkörper angebracht
sind, eingestellt wird.
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Flüssigkeitsansammlungen
oder dgl. an einer Außenfläche eines
Zylinderkörpers
sollen vermieden werden, auch wenn die Zylindervorrichtung in einer
Umgebung eingesetzt wird, in der Flüssigkeiten oder dgl. verwendet
werden.
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Diese
Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung
näher erläutert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein teilweise Längsschnitt
durch die Zylindervorrichtung gemäß 1.
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3 ist
ein vergrößerter Teilschnitt,
welcher im Wesentlichen ein Drosselventil der Zylindervorrichtung
gemäß 2 darstellt.
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4 ist
eine vergrößerte perspektivische Explosionsdarstellung
des Drosselventils gemäß 2.
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5 ist
ein vergrößerter Teilschnitt,
der zeigt, dass ein Kolben der in 2 dargestellten
Zylindervorrichtung zu einer Stangenabdeckung verschoben ist und
an der Stangenabdeckung anliegt.
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6 ist
ein vergrößerter Teilschnitt,
der zeigt, dass der Kolben der in 5 dargestellten
Zylindervorrichtung etwas zu einer Kopfabdeckung verschoben ist.
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7 ist
ein vergrößerter Teilschnitt,
der zeigt, dass der Kolben der in 5 dargestellten
Zylindervorrichtung an der Kopfabdeckung anschlägt; und
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8 ist
ein teilweiser Längsschnitt
durch eine herkömmliche
Zylindervorrichtung.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 eine Zylindervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Die
Zylindervorrichtung 10 hat eine zylindrische Gestalt. Die
Zylindervorrichtung 10 umfasst ein Zylinderrohr (Zylinderkörper) 14,
in dem eine erste Anschlussöffnung 12a und
eine zweite Anschlussöffnung 12b für die Zufuhr
und Abfuhr des Druckfluides ausgebildet sind, eine Kopfabdeckung
(Abdeckungselement) 16, welche an einem Ende des Zylinderrohres 14 angebracht
ist, eine Stangenabdeckung (Abdeckelement) 18, welche an
dem anderen Ende des Zylinderrohres 14 angebracht ist,
einen Kolben 20 (vgl. 2), welcher
in Axialrichtung in dem Zylinderrohr 14 verschiebbar ist,
eine Kolbenstange 22, welche durch den Kolben 20 hindurchtritt
und mit diesem verbunden ist, und ein Paar von Drosselventilen 28a, 28b,
welche als Dämpfungsmechanismus
zur Einstellung der Verschiebungsgeschwindigkeiten des Kolbens 20 an
dessen Verschiebungsenden dienen.
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Das
Zylinderrohr 14 ist nicht auf die Gestaltung beschränkt, bei
welcher die Kopfabdeckung 16 und die Stangenabdeckung 18 an
den Enden des Zylinderrohres 14 befestigt sind. Vielmehr
kann auch ein Ende durch ein Zylinderrohr verschlossen sein, während lediglich
das andere Ende durch ein Abdeckelement oder dgl. verschlossen ist.
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Der
erste Anschluss 12a und der zweite Anschluss 12b sind
an der oberen Fläche
des Zylinderrohres 14 ausgebildet. Das Druckfluid wird
von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle zu dem ersten
Anschluss 12a oder dem zweiten Anschluss 12b zugeführt, und
das in dem Zylinderrohr 14 enthaltene Druckfluid wird von
dem ersten Anschluss 12a oder dem zweiten Anschluss 12b abgeführt. Die ersten
und zweiten Anschlüsse 12a, 12b weisen
voneinander einen festgelegten Abstand auf und sind entlang einer
geraden Linie angeordnet. Erste und zweite Installationsöffnungen 26a, 26b (vgl. 2) weisen
von dem ersten Anschluss 12a bzw. dem zweiten Anschluss 12b festgelegte
Abstände
auf. Die ersten und zweiten Anschlüsse 12a, 12b sind
nicht auf eine Anordnung beschränkt,
bei welcher sie auf einer geraden Linie liegen.
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Die
ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b sind
auf der geraden Linie relativ zu dem ersten Anschluss 12a und
dem zweiten Anschluss 12b angeordnet. Die Drosselventile 28a, 28b sind
in den ersten bzw. zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b angebracht.
Die ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b sind
nicht auf eine Gestaltung beschränkt,
bei welcher sie auf der geraden Linie angeordnet sind. In ähnlicher
Weise sind auch die Drosselventile 28a, 28b, die
an den ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b angebracht sind,
nicht auf die Gestaltung beschränkt,
bei welcher sie auf der geraden Linie angeordnet sind.
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Außerdem sind
die Drosselventile 28a, 28b nicht auf die Gestaltung
beschränkt,
bei welcher sie an der Kopfabdeckung 16 und der Stangenabdeckung 18 angebracht
sind. Installationsöffnungen können auch
in dem Zylinderrohr 14 vorgesehen sein, und die Drosselventile 28a, 28b können hieran befestigt
sein.
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Die
Kopfabdeckung 16 und die Stangenabdeckung 18 sind
jeweils durch Befestigungsbolzen 32, die in Öffnungen 30,
welche an vier Ecken des Zylinderrohres 14 ausgebildet
sind, eingesetzt sind, an dem Ende des Zylinderrohres 14 befestigt.
Eine Stangenführung 34 ist
in das Ende der Stangenabdeckung 18 eingeschraubt und hält die Kolbenstange 22.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist zwischen der Kopfabdeckung 16 und
einem Ende des Kolbens 20 in dem Zylinderrohr 14 eine
erste Zylinderkammer 36 ausgebildet, während zwischen der Stangenabdeckung 18 und
dem anderen Ende des Kolbens 20 eine zweite Zylinderkammer 38 ausgebildet
ist. Die erste Zylinderkammer 36 kommuniziert mit dem ersten
Anschluss 12a über
eine erste Verbindungskammer 40 in der Kopfabdeckung 16.
Die zweite Zylinderkammer 38 kommuniziert mit dem Anschluss 12b über eine
zweite Verbindungskammer 42.
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Das
erste Ende der Kolbenstange 22 ist in die erste Verbindungskammer 40 eingesetzt.
Die äußere Umfangsfläche der
Kolbenstange 22 wird von einer ersten Stangendichtung 44 umgeben,
die in einer Ringnut angebracht ist, welche an der inneren Umfangsfläche der
ersten Verbindungskammer 40 ausgebildet ist. Ein Lippenabschnitt 46 ist
an der inneren Umfangsseite der ersten Stangendichtung 44 ausgebildet.
Der Lippenabschnitt 46 ist um einen festgelegten Winkel
zu der ersten Zylinderkammer 36 geneigt. Die innere Umfangsfläche des
Lippenabschnitts 46 liegt an der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 22 an.
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Dementsprechend
fließt
das Druckfluid von dem ersten Anschluss 12a über die
erste Verbindungskammer 40 in die erste Zylinderkammer 36. Der
Lippenabschnitt 46 verhindert, dass das Druckfluid aus
der ersten Zylinderkammer 36 zu der ersten Verbindungskammer 40 fließt.
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Das
zweite Ende der Kolbenstange 22 ist in die zweite Verbindungskammer 42 eingesetzt.
Die äußere Umfangsfläche der
Kolbenstange 22 wird von einer zweiten Stangendichtung 48 umgeben,
welche in einer Ringnut angebracht ist, die an der inneren Umfangsfläche der
zweiten Verbindungskammer 42 ausgebildet ist. Ein Lippenabschnitt 46 ist
an der inneren Umfangsseite der zweiten Stangendichtung 48 ausgebildet.
Der Lippenabschnitt 46 ist um einen festgelegten Winkel
zu der zweiten Zylinderkammer 38 geneigt. Die innere Umfangsfläche des
Lippenabschnitts 46 liegt an der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 22 an.
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Dementsprechend
fließt
das Druckfluid von dem zweiten Anschluss 12b über die
zweite Verbindungskammer 42 in die zweite Zylinderkammer 38. Der
Lippenabschnitt 46 verhindert, dass das Druckfluid aus
der zweiten Zylinderkammer 38 in die zweite Verbindungskammer 42 fließt.
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Wie
in 3 dargestellt ist, umfassen die ersten und zweiten
Installationsöffnungen 26a, 26b jeweils
einen ersten Öffnungsabschnitt 50,
der an der Oberfläche
des Zylinderrohres 14 ausgebildet ist, einen zweiten Öffnungsabschnitt 52,
der unterhalb des ersten Öffnungsabschnitts 50 ausgebildet
ist und einen reduzierten Durchmesser aufweist, einen Innengewindeabschnitt 54,
der unterhalb des zweiten Öffnungsabschnitts 52 ausgebildet
ist und einen etwas reduzierten Durchmesser und ein Gewinde an der
inneren Umfangsfläche
aufweist, und einen Verbindungsabschnitt 56, der unterhalb
des Innengewindeabschnitts 54 ausgebildet ist und mit ersten
Bypassdurchgängen 58a, 58b und
zweiten Bypassdurchgängen 60a, 60b in
später
beschriebener Weise kommuniziert.
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Wie
in 2 dargestellt ist, weisen die ersten und zweiten
Installationsöffnungen 26a, 26b die ersten
Bypassdurchgänge 58a, 58b auf,
die sich im Wesentlichen parallel zu der Achse der Kolbenstange 22 von
deren innerer Umfangsfläche
erstrecken, und die zweiten Bypassdurchgänge 60a, 60b,
die sich im Wesentlichen senkrecht zu der Achse der Kolbenstange 22 von
dem unteren Ende der ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b erstrecken.
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Das
bedeutet, dass die ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b über die
ersten Bypassdurchgänge 58a, 58b mit
den ersten bzw. zweiten Zylinderkammern 36, 38 kommunizieren;
die ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b kommunizieren
ferner über
die zweiten Bypassdurchgänge 60a, 60b mit
den ersten bzw. zweiten Verbindungskammern 40, 42.
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Die
Stangenführung 34 ist
integral angeschlossen, indem sie mit einem Ende der Stangenabdeckung 18 verschraubt
ist. In der Stangeführung 34 ist
eine Öffnung
ausgebildet, durch welche das zweite Ende der Kolbenstange 22 in
Axialrichtung verschiebbar eingesetzt ist.
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Ein
Dichtungselement 62 ist in einer Ringnut angebracht, die
an der inneren Umfangsfläche
der Stangenführung 34 ausgebildet
ist. Das Dichtungselement 62 liegt an der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 22 an.
Daher wird vorteilhafterweise eine Luftdichtigkeit gegenüber dem
in dem Zylinderrohr 14 enthaltenen Druckfluid gewährleistet.
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Ein
Abstreifer 64 ist in einer Ringnut angebracht, die an dem
anderen Ende der Stangenführung 34 ausgebildet
ist. Der Abstreifer 64 verhindert, dass Staub oder dgl.,
der an der Kolbenstange 22 anhaftet, wenn diese aus der
Zylindervorrichtung 10 vorsteht, in das Zylinderrohr 14 eintritt.
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Das
Paar von Drosselventilen 28a, 28b ist in den ersten
und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b,
die an der oberen Fläche
des Zylinderrohres 14 ausgebildet sind, angeordnet und
dient als Dämpfungsmechanismus.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt ist, umfasst jedes
der Drosselventile 28a, 28b ein drehbares Element 66,
das an einer oberen Position angeordnet ist und einen im Wesentlichen
T-förmigen Querschnitt
aufweist, eine Nadel (Einstellelement) 68, die ein oberes
Ende für
den Eingriff mit einem im Wesentlichen zentralen Bereich des drehbaren
Elementes 66 und ein unteres Ende in sich verjüngender (konischer)
Form hat, ein ringförmiges
Abdeckelement 70, das zwischen der inneren Umfangsfläche jeder
der ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b und
der äußeren Umfangsfläche des
drehbaren Elementes 66 angebracht ist, und einen Stopperring
(Befestigungselement) 72, der einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt
aufweist, und mit einem äußeren Umfangsbereich
der Nadel 68 in Eingriff bringbar ist.
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Das
drehbare Element 66 ist in dem ersten Öffnungsabschnitt 50 der
ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b angebracht.
Wie in 4 dargestellt ist, umfasst das drehbare Element 66 einen
im Wesentlichen säulenförmigen Halteabschnitt 76,
der Nuten 74 aufweist, die um festgelegte Tiefen an der äußeren Umfangsfläche weggeschnitten
sind, einen Flanschabschnitt 78, der unter dem Halteabschnitt 76 ausgebildet
ist und sich radial nach außen erweitert,
und eine Eingriffsaussparung 80, mit welcher ein Eingriffsvorsprung 82 der
Nadel 68 in später beschriebener
Weise in Eingriff bringbar ist.
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Vier
ausgeschnittene Nuten 74 sind mit 90°-Abständen in Umfangsrichtung an
oberen Bereichen des Halteabschnitts 76 ausgebildet. Wenn
die ausgeschnittenen Nuten 74 mit einem nicht dargestellten
Werkzeug, bspw. einem Schraubenschlüssel oder dgl., ergriffen werden,
ist es möglich,
das drehbare Element 66 zu drehen.
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Wie
in 3 dargestellt ist, entspricht der äußere Umfangsdurchmesser
des Flanschabschnittes 78 im Wesentlichen dem inneren Umfangsdurchmesser
des ersten Öffnungsabschnittes 50.
Wenn das drehbare Element 66 in dem ersten Öffnungsabschnitt 50 angebracht
ist, liegt die untere Fläche
des Flanschabschnittes 78 an der Bodenfläche des
ersten Öffnungsabschnittes 50 an.
Wenn der Stopperring 72 an einer Ringnut, die an der inneren
Umfangsfläche
des ersten Öffnungsabschnitts 50 ausgebildet
ist, angebracht ist, wird hierdurch die Aufwärtsverschiebung des drehbaren
Elementes 66 verhindert.
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Dementsprechend
wird das drehbare Element 66 zwischen der Bodenfläche des
ersten Öffnungsabschnitts 50 und
dem Stopperring 72 gehalten. Dadurch wird eine Verschiebung
des drehbaren Elementes 66 in axialer Richtung (Richtung der
Pfeile A oder B in 3) verhindert. Jedes der Drosselventile 28a, 28b mit
dem drehbaren Element 66 wird an einem Herauslösen aus
dem Inneren der ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b gehindert.
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Wie
in 4 dargestellt ist, hat der Stopperring 72 einen
im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt
und ist in der Ringnut des ersten Öffnungsabschnitts 50 durch
seine Rückstellkraft
angebracht (vgl. 3).
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Wie
in 3 dargestellt ist, ist die Eingriffsaussparung 80 an
einem im Wesentlichen zentralen Bereich des drehbaren Elementes 66 ausgebildet.
Die Eingriffsaussparung 80 ist so ausgebildet, dass sie
um eine festgelegte Tiefe von der Endfläche des Flanschabschnittes 78 zu
dem Halteabschnitt 76 zurückgesetzt ist. Die Eingriffsaussparung 80 hat eine
im Wesentlichen rechteckige Gestalt entsprechend der Form des Eingriffsvorsprungs 82.
Der Eingriffsvorsprung 82 der Nadel 68 ist in
Axialrichtung verschiebbar in die Eingriffsaussparung 80 eingesetzt.
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Die
Eingriffsaussparung 80 hat eine festgelegte Tiefe. Auch
wenn die Nadel 68 zu der am höchsten gelegenen Position verschoben
wird, besteht daher ein festgelegter Freiraum zwischen dem oberen
Ende des Eingriffsvorsprungs 82 der Nadel 68 und
der oberen Fläche
der Eingriffsaussparung 80.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt ist, umfasst die
Nadel 68 den im Wesentlichen rechteckigen Eingriffsvorsprung 82,
der um eine festgelegte Länge
nach oben vorsteht, einen Führungsabschnitt 84,
der unterhalb des Eingriffsvorsprungs 82 ausgebildet ist
und dessen äußere Umfangsfläche an der inneren
Umfangsfläche
der ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b anliegt,
einen Gewindeabschnitt 86, der ein Gewinde an dem äußeren Umfangsbereich
aufweist und mit dem Innengewindeabschnitt 54 der ersten
und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b in
Eingriff bringbar ist, einen Wellenabschnitt 88, der einen
im Vergleich zu dem Gewindeabschnitt 86 radial nach innen
reduzierten Durchmesser aufweist, einen ersten sich verjüngenden
(konischen) Abschnitt 90, dessen Durchmesser sich schrittweise
von dem Wellenabschnitt 88 reduziert, und einen zweiten
sich verjüngenden
Abschnitt 92, dessen Durchmesser im Vergleich zu dem ersten sich
verjüngenden
Abschnitt 90 weiter reduziert ist. Ein Dichtelement 94 ist
in einer Ringnut angebracht, die zwischen dem Führungsabschnitt 84 und
dem Gewindeabschnitt 86 ausgebildet ist.
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Der
Eingriffsvorsprung 82 ist in die Eingriffsaussparung 80,
die entsprechend der äußeren Gestalt
des Eingriffsvorsprungs 82 ausgebildet ist, eingesetzt.
Wenn das drehbare Element 66 gedreht wird, werden daher
das drehbare Element 66 und die Nadel 68 gemeinsam
gedreht, da der Eingriffsvorsprung 82 mit der Eingriffsaussparung 80 in
Eingriff steht.
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Der
Führungsabschnitt 84 ist
so ausgebildet, dass seine äußere Umfangsfläche an der
inneren Umfangsfläche
der ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b anliegt.
Daher gleitet die Nadel 68 in Axialrichtung der ersten
und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b,
wobei sie durch den Führungsabschnitt 84 geführt wird.
Während
dieser Bewegung wird durch das Dichtelement 94, das in
der Ringnut angebracht ist, die Luftdichtigkeit in den ersten und
zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b zuverlässig beibehalten.
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Der
Gewindeabschnitt 86 mit dem Gewinde an seiner äußeren Umfangsfläche ist
an dem in Axialrichtung im Wesentlichen zentralen Bereich der Nadel 68 ausgebildet.
Der Gewindeabschnitt 86 wird mit dem Innengewindeabschnitt 54 der
ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b verschraubt.
Das bedeutet, dass beim Drehen der Nadel 68 die Nadel 68 durch
das Einschrauben des Gewindeabschnitts 68 in Axialrichtung
der ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b verstellt
wird.
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Der
erste sich verjüngende
Abschnitt 90 ist über
den Wellenabschnitt 88, der einen im Vergleich zu dem Gewindeabschnitt 86 nach
innen reduzierten Durchmesser aufweist, unterhalb des Gewindeabschnitts 86 vorgesehen.
Der erste sich verjüngende Abschnitt 90 hat
einen sich nach unten allmählich
reduzierenden Durchmesser.
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Der
zweite sich verjüngende
Abschnitt 92 hat einen im Vergleich zu dem ersten sich
verjüngenden Abschnitt 90 weiter
reduzierten Durchmesser. Der zweite sich verjüngende Abschnitt 92 ist
so angeordnet, dass der zweite sich verjüngende Abschnitt 92 der Öffnung der
zweiten Bypassdurchgänge 60a, 60b gegenüberliegt
(vgl. 3).
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Das
bedeutet, dass die Querschnittsfläche des Durchflussdurchgangs
an der Öffnung
des zweiten Bypassdurchgangs 60 durch die konische Fläche des
zweiten sich verjüngenden
Abschnitts 92 geändert
werden kann, wenn die Nadel 68 in axialer Richtung verschoben
wird. Wenn die Nadel 68 in axialer Richtung verstellt wird,
ist es daher möglich,
die Durchflussrate des durch die ersten Bypassdurchgänge 58a, 58b und
die zweiten Bypassdurchgänge 60a, 60b fließenden Druckfluides
zu kontrollieren.
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Das
ringförmige
Abdeckelement 70 ist an dem oberen Bereich des ersten Öffnungsabschnitts 50 der
ersten und der zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b so
angebracht, dass der Halteabschnitt 76 des drehbaren Elementes 66 hiervon
umgeben wird. Das Abdeckelement 70 besteht aus einem elastischen
Material, bspw. Nitrilkautschuk (NBR). Ein ringförmiges Ringelement 96 aus
einem metallischen Material ist in dem Abdeckelement 70 aufgenommen (vgl. 3).
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Wenn
das Ringelement 96 in dem Abdeckelement 70 vorgesehen
ist, wird daher die Steifigkeit in dem Installationsbereich an dem
Außenumfang
des Halteele mentes 76 erhöht. Dadurch werden das drehbare
Element 66 und die ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b noch
zuverlässiger
abgedichtet.
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Die
Zylindervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend
werden ihre Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert.
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Das
Druckfluid (bspw. Druckluft) wird von der nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle
der ersten Anschlussöffnung 12a zugeführt. Wie
in 2 dargestellt ist, fließt das Druckfluid, das dem
ersten Anschluss 12a zugeführt wurde, über die erste Verbindungskammer 40 in
die erste Zylinderkammer 36. Der in der ersten Zylinderkammer 36 angeordnete Kolben 20 wird
zu der Stangenabdeckung 18 verschoben. In dieser Situation
ist die zweite Anschlussöffnung 12b nach
außen
offen. Daher wird das Druckfluid in der zweiten Zylinderkammer 38 über die zweite
Verbindungskammer 42 von dem zweiten Anschluss 12b nach
außen
abgeführt.
Die Endfläche des
Kolbens 20 schlägt
an der Endfläche
der Stangenabdeckung 18 an, und der Kolben 20 hält an einem
Verschiebungsende an.
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Wenn
der Kolben 20, der zu der Stangenabdeckung 18 verschoben
wurde, umgekehrt zu der Kopfabdeckung 16 verschoben wird,
wird der erste Anschluss 12a nach außen geöffnet, während das Druckfluid von dem
zweiten Anschluss 12b zugeführt wird. Das dem zweiten Anschluss 12b zugeführte Druckfluid
fließt über die
zweite Verbindungskammer 42 in die zweite Zylinderkammer 38.
Der in der zweiten Zylinderkammer 38 angeordnete Kolben 20 wird zu
der Kopfabdeckung 16 verschoben. In dieser Situation ist
der erste Anschluss 12a nach außen offen. Daher wird das Druckfluid
in der ersten Zylinderkammer 36 über die erste Verbindungskammer 40 von dem
ersten Anschluss 12a nach außen abgeführt. Die Endfläche des
Kolbens 20 schlägt
an der Endfläche
der Kopfabdeckung 16 an, und der Kolben 20 hält an dem
anderen Verschiebungsende an.
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Nachfolgend
wird ein Verfahren erläutert,
bei dem die Dämpfung
durch Einstellung der Verschiebungsgeschwindigkeit des in Axialrichtung
in dem Zylinderrohr 14 verschiebbaren Kolbens mit Hilfe
des Drosselventils 28a, 28b erfolgt. Es wird eine
Prozedur erläutert,
bei der das Drosselventil 28a, das in der ersten Installationsöffnung 26a angebracht
ist, so eingestellt wird, dass es die Verschiebungsgeschwindigkeit ändert, wenn
der Kolben 20 in Richtung zu der Kopfabdeckung 16 verschoben
wird.
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Zunächst werden
die ausgeschnittenen Nuten 74 des Halteabschnitts 76 des
Drosselventils 28a mit einem nicht dargestellten Werkzeug
oder dgl. erfasst, um das drehbare Element 66 in Umfangsrichtung
zu drehen. Die Nadel 68 wird durch den Eingriffsvorsprung 82,
der mit der Eingriffsaussparung 80 des drehbaren Elementes 66 in
Eingriff steht, gedreht, wenn das drehbare Element 66 gedreht
wird. Dementsprechend wird die Nadel 68 durch die Schraubwirkung
in axialer Richtung verstellt, da die Nadel 68 über den
Gewindeabschnitt 86 mit dem Innengewindeabschnitt 54 der
ersten Installationsöffnung 26a verschraubt
ist.
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Wenn
die Nadel 68 bei diesem Vorgang in Axialrichtung verschoben
wird, wird der Eingriffsvorsprung 82 in axialer Richtung
in die Eingriffsaussparung 80 verschoben. In dieser Situation
wird das drehbare Element 66 nicht in axialer Richtung
verstellt, weil das drehbare Element 66 zwischen dem Stopperring 72 und
der Bodenfläche
des ersten Öffnungsabschnitts 50 gehalten
wird. Daher ist die Menge, um die das drehbare Element 66 von
der oberen Fläche
des Zylinderrohres 14 vorsteht, immer konstant.
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Dies
bedeutet, dass die Tiefe der Eingriffsaussparung 80 des
drehbaren Elementes 66 vorab festgelegt wird. Somit berührt das
obere Ende des Eingriffsvorsprungs 82 die obere Fläche der
Eingriffsaussparung 80 nicht, selbst wenn die Nadel 68 nach
oben in axialer Richtung verstellt wird. Daher wird das drehbare
Element 66 nicht nach oben gedrückt, wenn die Nadel 68 in
axialer Richtung verstellt wird.
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Wenn
es bei diesem Vorgang bspw. gewünscht
ist, die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 20 zu
reduzieren, wird das drehbare Element 66 so eingeschraubt,
dass die Nadel 68 in Richtung zu dem Zentrum des Zylinderrohres 14 (Richtung
des Pfeils A) verstellt wird, wie es in 3 gezeigt
ist. Wenn umgekehrt beabsichtigt ist, die Verschiebungsgeschwindigkeit
des Kolbens 20 zu erhöhen,
wird das drehbare Element 66 so geschraubt, dass die Nadel 68 in
der Richtung verschoben wird, in der sie sich von dem Zentrum des
Zylinderrohres 14 entfernt (Richtung des Pfeils B).
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Hierdurch
wird die Entfernung zwischen der Öffnung des zweiten Bypassdurchgangs 60a und
des zweiten sich verjüngenden
Abschnitts 92 der Nadel 68 geändert. Dies bedeutet, dass
der Freiraum zwischen der Öffnung
des zweiten Bypassdurchgangs 60a und dem zweiten sich verjüngenden
Abschnitts 92 geändert
werden kann, so dass es möglich
ist, die Durchflussrate des durch die ersten und zweiten Bypassdurchgänge 58a, 60a,
fließenden
Druckfluides einzustellen.
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Mit
anderen Worten ist es möglich,
die Durchflussrate des über
den ersten Anschluss 12a aus der ersten Zylinderkammer 36 abgeführten Druckfluides
einzustellen.
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Wenn
das Drosselventil 28a, das als Dämpfungsmechanismus dient, dazu
verwendet wird, die Durchflussrate des durch die ersten und zweiten
Bypassdurchgänge 58a, 60a der
ersten Installationsöffnung 26a fließenden Druckfluids
beliebig einzustellen, fließt
das Druckfluid von dem zweiten Anschluss 12b über die
zweite Verbindungskammer 42 in die zweite Zylinderkammer 38 (vgl. 2),
und der Kolben 20 wird zu der Kopfabdeckung 16 verschoben.
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Wie
in 5 dargestellt ist, wird während dieses Vorgangs das Druckfluid
in der ersten Zylinderkammer 36 beim Verschieben des Kolbens 20 über die
erste Verbindungskammer 40 aus dem ersten Anschluss 12a nach
außen
abgeführt.
Gleichzeitig fließt
das Druckfluid über
den mit der ersten Zylinderkammer 36 verbundenen ersten
Bypassdurchgang 58a in den Verbindungsabschnitt 56.
Das Druckfluid fließt über den
Freiraum zwischen dem zweiten sich verjüngenden Abschnitt 92 der
Nadel 68 und dem zweiten Bypassdurchgang 60a in
die erste Verbindungskammer 40 und wird über die
erste Verbindungskammer 40 aus dem ersten Anschluss 12a nach
außen
abgeführt.
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Wie
in 5 dargestellt ist, bedeutet dies, dass bei einer
Abfuhr des Druckfluides in der ersten Zylinderkammer 36 entsprechend
der Verschiebung des Kolbens 20 das Druckfluid direkt über die
erste Verbindungskammer 40 abgeführt wird und das Druckfluid über die
ersten und zweiten Bypassdurchgänge 58a, 60a,
in denen das Drosselventil 28a angeordnet ist, aus dem
ersten Anschluss 12a abgeführt wird.
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Wenn
das Druckfluid aus dem zweiten Anschluss 12b weiter in
die zweite Zylinderkammer 38 fließt, wird der Kolben 20 durch
die Druckwirkung des Druckfluides anschließend weiter zu der Kopfabdeckung 16 verschoben,
wie es in 6 dargestellt ist. Ein Ende
der Kolbenstange 22 wird in die erste Verbindungskammer 40 eingesetzt.
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In
dieser Situation ist ein Ende der Kolbenstange 22 in die
erste Verbindungskammer 40 eingesetzt und ihre äußere Umfangsfläche wird
von der ersten Stangendichtung 44 umgeben. Daher kann das
Druckfluid in der ersten Zylinderkammer 36 nicht direkt
zu der ersten Verbindungskammer 40 fließen.
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Das
bedeutet, dass das Druckfluid in der ersten Zylinderkammer 36 durch
die Abdichtung der ersten Stangendichtung 44 nicht in die
erste Verbindungskammer 40 fließen kann. Daher fließt das Druckfluid
aus der ersten Zylinderkammer 36 über den ersten Bypassdurchgang 58a zu
dem Verbindungsabschnitt 56 der ersten Installationsöffnung 26a.
Das Druckfluid fließt über den
Freiraum zwischen dem zweiten sich verjüngenden Abschnitt 92 der
Nadel 68 und der Öffnung
des zweiten Bypassdurchgangs 60a zu dem zweiten Bypassdurchgang 60a.
Das Druckfluid tritt durch den zweiten Bypassdurchgang 60a und
wird über
die erste Verbindungskammer 40 aus dem zweiten Anschluss 12b nach
außen
abgeführt.
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Wie
in 5 dargestellt ist, wird während dieses Vorgangs die Durchflussrate
des Druckfluides verringert, wenn das Druckfluid aus der ersten
Zylinderkammer 36 über
die ersten und zweiten Bypassdurchgänge 58a, 60a aus
dem ersten Anschluss 12a nach außen abgeführt wird, im Vergleich zu dem
Fall, bei dem das Druckfluid aus der ersten Zylinderkammer 36 direkt
zu der ersten Verbindungskammer 40 fließt, um aus dem ersten Anschluss 12a nach
außen abgeführt zu werden.
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Mit
anderen Worten erzeugt das in der ersten Zylinderkammer 36 verbleibende
Druckfluid einen Verschiebungswiderstand, wenn der Kolben 20 zu der
Kopfabdeckung 16 verschoben wird. Dementsprechend wird
die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 20 verringert.
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Als
Folge hiervon kann die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 20 allmählich verringert werden,
bevor der Kolben 20 an dem Verschiebungsende an der Seite
der Kopfabdeckung 16 ankommt. Daher ist es möglich, den
Stoß zu
absorbieren, wenn der Kolben 20 zu der Kopfabdeckung 16 verschoben wird
und an der Kopfabdeckung 16 ankommt (vgl. 7).
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Wie
oben beschrieben wurde, sind bei der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Drosselventile 28a, 28b an den ersten
und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b der
Kopfabdeckung 16 und der Stangenabdeckung 18 angebracht.
Das drehbare Element 66 jedes der Drosselventile 28a, 28b wird
durch den Stopperring 72 befestigt, so dass das drehbare
Element 66 nicht in axialer Richtung verschoben wird.
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Wenn
die Verschiebungsgeschwindigkeit des Kolbens 20 am Verschiebungsende
unter Verwendung des Drosselventils 28a, 28b eingestellt wird,
wird das drehbare Element 66 gedreht, um die Nadel 68 in
axialer Richtung zu verstellen, und somit wird der Eingriffsvorsprung 82 der
Nadel 68 in axialer Richtung in die Eingriffsaussparung 80 des
drehbaren Elementes 66 verschoben. In dieser Situation
hat die Tiefe der Eingriffsaussparung 80 eine solche Tiefe,
dass das obere Ende des Eingriffsvorsprungs 82 die obere
Fläche
der Eingriffsaussparung 80 nicht berührt, wenn der Eingriffsvorsprung 82 nach
oben verschoben wird. Daher wird das drehbare Element 66 nicht
nach oben gedrückt,
wenn die Nadel 68 in axialer Richtung verstellt wird.
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Wenn
die mit dem drehbaren Element 66 in Eingriff stehende Nadel 68 in
axialer Richtung verstellt wird, wird daher die Verschiebung der
Nadel 68 in axialer Richtung durch die Eingriffsaussparung 80 absorbiert,
und das drehbare Element 66 wird nicht in axialer Richtung
verschoben.
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Auch
wenn das drehbare Element 66 gedreht wird, um die Durchflussrate
des durch die ersten Bypassdurchgänge 58a, 58b und
die zweiten Bypassdurchgänge 60a, 60b fließenden Druckfluides zu
regulieren, wird somit die Menge, um die das Drosselventil 28a, 28b aus
der Kopfabdeckung 16 und der Stangenabdeckung 18 vorsteht,
nicht geändert,
sondern bleibt immer konstant. Auch wenn die Verschiebungsgeschwindigkeit
des Kolbens 20 unter Verwendung der Dros selventile 28a, 28b eingestellt wird,
wird daher die Außengestalt
der Zylindervorrichtung 10 nicht verändert.
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Ferner
wird die Verschiebung des drehbaren Elementes 66 in axialer
Richtung durch den Stopperring 72 verhindert. Das drehbare
Element 66 ist nicht von der oberen Fläche der Kopfabdeckung 16 und der
Stangenabdeckung 18, an welcher das drehbare Element 66 angebracht
ist, zurückgesetzt.
Auch wenn Flüssigkeit
oder dgl. in der Nähe
der Zylindervorrichtung 10 verwendet wird, wird somit eine
Ansammlung von Flüssigkeit,
Staub oder dgl. in den ersten und zweiten Installationsöffnungen 26a, 26b, in
denen die Drosselventile 28a, 28b angebracht sind,
vermieden.