DE1525788C - Dämpfungseinrichtung für Kolben von druckmittelbetätigten Zylindern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungseinrichtung für Kolben von druckmittelbetätigten Zylindern, die an mindestens einem Ende des Zylinders angeordnet ist und am Zylinderkopf und am Kolben teilweise komplementär zusammenwirkende Teile aufweist, die zwischen dem Zylinderkopf und dem Kolben eine Dämpfungskammer begrenzen, die im Arbeitsraum des Zylinders außerhalb des Hauptdurchganges für das Druckmedium angeordnet und mit diesem Hauptdurchgang über Drosselkanäle verbunden ist.

Die USA.-Patentschrift 3185 043 zeigt eine Dämpfungseinrichtung, bei der die Dämpfungskammer außerhalb des Hauptdurchganges für das Strömungsmittel angeordnet ist. Diese Dämpfungskammer wird durch eine an der Stirnfläche des Kolbens befindliche kreisförmige Nut hergestellt, in die bei Annäherung des Kolbens an eine Zylinderwand ein an dieser vorstehender, kreisförmiger· Wändteil eingreift. Etwa am Boden der Nut münden in den Hauptdurchgang gehende Öffnungen, durch welche das Medium aus der Dämpfungskammer entweichen kann.

Diese Ausführung erfordert sehr genaue Passung, und sie geht von einer immer gleichen Größe der Dämpfungskammer aus. Der Aufbau erfordert komplizierte Teile und muß auf Grund der vorgesehenen Passung enge Toleranzen einhalten.

Bei derartigen Dämpfungskammern ergibt sich dann, wenn der Kolben seine Hub-Endstellung nach Dämpfung durch Bildung eines Dämpfungskissens durch das Medium in der Dämpfungskammer erreicht hat, daß der Rückhub infolge eines sogenann- - ten »Festsitzehs« zwischen dein Koibenund dem Zylinderkopf nicht immer ordnungsgemäß einsetzen kann, und zwar insbesondere dann, wenn der Zylinder während einer längeren Zeitdauer in der Hub-Endstellung stillgestanden hat. Hinzu kommt, daß das Verhältnis zwischen dem Anfangsschub und dem Maximalschüb, der auf den Kolben ausgeübt wird, im allgemeinen ziemlich klein ist.

ίο Aus der deutschen Patentschrift 1 165 363 ist ein Druckbehälter mitzwei Druckräumen bekannt, zwi-

'; . sehen denen e'in Ventil vorgesehen ist, das aus einem die'Ventüöffnung überdeckenden, porösen Stützglied und einem biegsamen Schließglied besteht, das wenigstens eine Durchbrechung aufweist. Hierdurch wird ein selbständiges Lappeiiventil geschaffen, das auch bei Auflage des Schließgliedes auf dem porösen Stützglied einen Durchgang des kompressiblen Mediums durch das Ventil erlaubt. Ein solches Ventil ist vorteilhaft, weil es bei einfacher Ausführung und kurzer Baulänge einen großen Strömungsdurchgang beim Rückhub des Kolbens bietet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen, bei der die obenerwähnten Nachteile der bekannten Dämpfungseinrichtungen, insbesondere das »Festsitzen« zwischen Kolben und Zylinder innerhalb der Dämpfungskammer vermieden werden und bei der die Größe der Dämpfungskammer auch während des Betriebes zur Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen verändert werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die die Dämpfungskammer auf der Zylinderkopfseite begrenzende Wand aus einem als Rückstromdrossel wirkenden porösen Körper mit einer auf der Seite der Dämpfungskammer an diesen angelehnten elastischen, mit Drosselöffnungen versehenen Membran besteht, daß diese Wand mit einem ihrer Umfangsränder an einer auf einen Endabschnitt des Zylinderkopfes aufschraubbaren verstellbaren Gewindebuchse befestigt und mit dem anderen Umfangsrand an einer der axialen Begrenzungsflächen der Dämpfungskammer frei beweglich ist und daß der Raum zwischen der beweglichen Wand und dem Zylinderkopf über Öffnungen mit dem Hauptdurchgang verbunden ist.

Durch diese Anordnung der mit Drosselöffnungen versehenen Membran wird während der Rückkehrphase des Kolbens das sogenannte »Festsitzen« zwischen dem Kolben und dem Zylinderkopf vermieden, indem infolge der freien Bewegung des einen Umfangsrandes der Membran ein größerer Durchgangsraum für das Strömungsmittel geschaffen wird, das somit auf die Kolbenflache kräftiger wirkt.

Ferner ist es durch die Gewindebuchse möglich, bei Beibehaltung der Drosselventileinrichtung das Volumen der Dämpfungskammer unter gleichzeitiger Einstellung der sich dabei beim Hubende ergebenden Drücke des strömenden Mediums zu verändern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen

F i g. 1 und 2 einen axialen Schnitt der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung, in denen der Kolben vor dem Erreichen und in seiner Hub-Endstellung dargestellt ist,

F i g. 3 einen axialen Schnitt, in dem sich der Kolben nahe der Hub-Endstellung befindet und sich gerade vom Zylinderkopf für den Rückhub löst.

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Wie aus den Zeichnungen ersichtlich,ist die Dämp- Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt, der Kolben 5 in

fungseinrichtung am Kopf 1 eines druckmittelbetätig- Richtung des Pfeiles 16 in die Hub-Endstellung ge-

ten Zylinders 2 angeordnet (im Falle eines doppelt- drückt wird, strömt das zwischen dem Kolben und

wirkenden Zylinders werden zwei dieser Dämpfungs- dem Zylinderkopf 1 eingeschlossene Medium durch

einrichtungen, einer an jedem Zylinderende, vorgese- 5 den Hauptdurchgang 7 zum Auslaß 8, wie dieses

hen). durch Linie 17 angedeutet ist. :

Es ist ein von dem hohlen Kopf 1 vorstehender Wenn der Kolben 5 auf den Abschnitt 3 trifft, wird

Teil 3 vorgesehen, der sich in das Innere des Zylin- eine ringförmige Dämpfungskammer 6 gebildet,

ders nahe der den Kolben 5 tragenden Kolbenstan- Das in der Dämp'fungskammer 6 eingeschlossene

ge 4 erstreckt. Der Endabschnitt 3 des Kopfes 1 hat io Strömungsmittel kann nicht über die Bahn 17

einen kleineren Außendurchmesser als der Innen- (F i g. 1) zum Auslaß (8) gelangen, sondern muß durch

durchmesser des Zylinders 2. die Drosselöffnurigen 10 c der Membran 10, das po-

Der Kolben 5 besteht aus einem ringförmigen Teil rose Teil 11, den ringförmigen Raum 12 und die Lö-5 a, das an der Kolbenstange 4 befestigt ist und am eher 13 strömen. Dieser Strömungsweg ist durch die Umfang mit einem Ring 5 b mit im wesentlichen vier- 15 Linie 18 in Fig. 2 angedeutet. Da die Drosselöffnuneckigem Querschnitt versehen ist, der einen vom ^: gen 10 c sehr klein sind, ist die Strömungsgeschwin-Kolben 5 vorstehenden Umfangsrand, wie in den Fi- digkeit des Mediums durch den Durchgang 7 und guren gezeigt, bildet. den Auslaß 8 sehr gering, so daß eine gute Dämp-

Dieser Ring 5 b, der aus synthetischem oder natür- fungswirkung erzielt wird.

lichem polymeren Material bestehen kann, ist so be- 20 Wenn es erwünscht ist, die Dämpfungswirkung zu messen, daß er am Ende des Hubes dichtend zwi- erhöhen, genügt es, die Buchse 9 axial zu verschieben sehen den Abschnitt 3 und die Innenfläche des Zylin- und sie mittels eines Schraubenziehers od. dgl., der ders 2 eintritt. Auf diese Weise wird am Ende des durch die Öffnung 15 in die Ausnehmungen 9 α einKolbenhubes eine Dämpfungskammer 6 (Fig. 2) ge- geführt wird, gegenüber dem Kopf 1 zu drehen. Beibildet, in welcher durch die Wirkung eines kompri- 25 spielsweise kann die Buchse 9 zum Kolben (F i g. 3) mierten Kissens des strömungsfähigen Mediums eine hin bewegt werden, wodurch die Dämpfungskam-Dämpfwirkung auftritt. mer 6 wesentlich kleiner gemacht wird, so daß das

Der Kopf 1 ist so ausgebildet, daß zwischen dem- darin eingeschlossene Strömungsmittel stärker zu-

selben und der Kolbenstange 4 ein Spalt oder Haupt- sammengedrückt wird. Der Rauminhalt der Dämp-

durchgang 7 verbleibt, durch den das Strömungsmit- 30 fungskammer 6 am Ende des Hubes kann fast bis zu

tel zum Auslaß 8 und umgekehrt, wie nachfolgend Null reduziert werden, so daß sehr hohe Drücke ent-

noch beschrieben werden soll, strömen kann. stehen. Die Strömungsgeschwindigkeit zum Auslaß 8

Die die Dämpfungskammer 6 auf der Zylinder- durch die Drosselöffnungen 10 c ist immer sehr ge-

kopfseite begrenzende Wand besteht aus einem als ring, wenn der Raum der Dämpfungskammer 6 von

Rückstromdrossel wirkenden porösen Körper 11, 35 einem maximalen Anfangswert (bei der Berührung

z. B. aus gesinterter Bronze, und aus einer elastischen zwischen dem Kolben 5 und dem vorspringenden

Membran 10, die an diesen porösen Körper auf der Abschnitt 3) bis zu einem minimalen Endwert ab-

Seite der Dämpfungskammer angelehnt ist. Die ela- nimmt, wobei diese Werte sich von einem vorbe-

stische Membran 10 kann z.B. aus synthetischem stimmten Wert (wie aus Fig. 2 ersichtlich) bis zu

oder natürlichem Gummi bestehen. 40 einem kleineren Wert ändern können, welch letzterer

Auf dem Endabschnitt 3 des Zylinderkopfes 1 ist von der Einstellung abhängt und bis auf etwa Null

eine verstellbare Gewindebuchse 9 aufgeschraubt, die reduzierbar ist.

die Membran 10 und den porösen Körper 11 trägt. Hieraus ist ersichtlich, daß, wenn das Volumen der Insbesondere ist der eine verdickte Umfangsrand Dämpfungskammer 6 auf einen etwa Null betragen-10 a der Membran in einer Umfangsnut der Gewin- 45 den Wert durch entsprechende Verschraubung der debuchse 9 befestigt, während der andere Umfangs- Buchse 9 reduziert wird, die maximale Dämpfungsrand der Membran an einer von dem Endabschnitt 3 wirkung auftritt.

gebildeten axialen Begrenzungsfläche der Dämp- Wenn das Medium umgekehrt in den Zylinder 2 fungskammer frei beweglich ist. Am Abschnitt 10 b eintritt, d. h. wenn der Auslaß 8 als Strömungsmittelist die Membran mit einer Anzahl von Löchern oder 50 einlaß wirkt, wird der Kolben 5, der durch das Me-Drosselöffnungen 10 c (drei am Umfang verteilten dium in umgekehrter Richtung zu der vorherigen geLöchern) versehen, über die die Dämpfungskam- drückt wird, nach rückwärts verschoben,
mer 6 mit einem ringförmigen Raum 12 über den po- Das zugeführte Medium strömt dann entlang einer rösen Körper 11 verbunden ist, wobei der ringförmi- Bahn, die in F i g. 3 durch die Linie 19 angedeutet ge Raum durch die Buchse 9, den Abschnitt 3 und 55 ist, und zwar durch den Hauptdurchgang 7 und den den Körper 11 begrenzt wird. Der ringförmige Raum ringförmigen Raum 12. Diese Strömungsbahn weist 12 steht seinerseits mit dem Spalt oder Hauptdurch- die Abzweigungen 19 α und 19 b, 19 c, 19 d auf, von gang 7 über die im Abschnitt 3 vorgesehenen Öff- denen die erste, 19 a, am Abschnitt 15 a des Kolbens 5 nungen 13 in Verbindung. Der Hauptdurchgang 7 ist endet, wohingegen die übrigen Abzweigungen 19 b, im allgemeinen ringförmig. 60 19 c, 19 d durch die Löcher 13 in den ringförmigen

Zwischen der Gewindebuchse 9 und dem Kopf 1 Raum 12 und den porösen Körper 11 gehen,

ist ein Dichtungsring 14 aus elastischem Material an- Der poröse Körper 11 setzt dem Durchgang des

geordnet. Die Buchse 9 weist mehrere am Umfang Mediums in der gezeigten Richtung der Abzweigun-

verteilte, äußere Ausnehmungen 9 α zum Drehen um gen oder Linien 19 b, 19 c, 19 d keinen Widerstand

ihre Achse mittels eines Schraubenziehers od. dgl. 65 entgegen, so daß ein wesentlicher Durchgang des

auf, der von der Außenseite durch wenigstens eine in Mediums zur federnden Membran hin stattfindet,

der Wand des Zylinders 2 vorgesehene Öffnung 15 Dieser Strom ist wesentlich größer als der bei den

einführbar ist. üblichen Stoßdämpfern dieser Art.

Darüber hinaus kann sich hierbei die Membran 10 unter dem Druck des Mediums in dem Raum 12 von dem porösen Körper 11 fortbewegen, um dadurch die Kolbenverschiebung zu erleichtern. Infolge der Verschiebung der Membran 10 wird der Durchgang des Mediums vergrößert, wobei gemäß der Abzweigung 19 d ein Teil des Mediums entsprechend der Linien 19 b und 19 d strömen kann.

Demgemäß wird der Kolben 5 mit einem sich über eine große Fläche desselben verteilenden Druck des Mediums beaufschlagt, und zwar mit einem nahe dem Maximaldruck liegenden Anfangsdruck. Mit anderen Worten, wird ein sehr großes Verhältnis, etwa 1, zwischen dem Anfangs- und dem Maximaldruck, erreicht.

Es ist weiterhin ersichtlich, daß durch die Anordnung der Membran 10 und des porösen Körpers 11 das »Steckenbleiben« vermieden wird.

Es ist ersichtlich, daß die Vorrichtung eine sehr genaue und empfindliche Einstellung gestattet, da bei jeder Umdrehung der Buchse 9 gegenüber dem Kopf 1 eine sehr kurze axiale Verschiebung erfolgt. ίο Bezugszahlen gemäß einer geeigneten Skala können ebenfalls in der Nut 9 a des ringförmigen Körpers 9 vorgesehen sein, so daß die Einstellung durch die Öffnung 15 ablesbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. I 525 788

   Patentanspruch:

   Dämpfungseinrichtung für Kolben von druckmittelbetätigten Zylindern, insbesondere Druckluftzylindern, die an mindestens einem Ende des Zylinders angeordnet ist und am Zylinderkopf und am Kolben teilweise komplementär zusammenwirkende Teile aufweist, die zwischen dem Zylinderkopf und dem Kolben eine Dämpfungskammer begrenzen, die im Arbeitsraum des Zylinders außerhalb des Hauptdurchganges für das Druckmedium angeordnet und mit diesem Hauptdurchgang über Drosselkanäle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Dämpfungskammer (6) auf der Zylinderkopfseite begrenzende Wand aus einem als Rückstromdrossel wirkenden porösen Körper (11) mit einer auf der Seite der Dämpfungskammer an diesen angelehnten elastischen, mit Drosselöffnungen (10 c) versehenen Membran (10) besteht, daß diese Wand mit einem ihrer Umfangsränder an einer auf einen Endabschnitt (3) des Zylinderkopfes (1) aufschraubbaren verstellbaren Gewindebuchse (9) befestigt und mit dem anderen Umfangsrand an einer der axialen Begrenzungsflächen der Dämpfungskammer frei beweglich ist und daß der Raum (12) zwischen der beweglichen Wand und dem Zylinderkopf über Öffnungen (13) mit dem Hauptdurchgang (7) verbunden ist.