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Luftbremszylinder für Büromaschinen oder dergleichen Die Erfindung
betrifft einen Luftbremszylinder zum Verzögern von schnellen Bewegungsabläufen relativ
großer Massen an Büromaschinen oder dergleichen, bestehend aus einem geschlossenen
Zylindergehäuse, dessen Stirnseite mit einer Luftein- und -austrittsöffnung konstanten
Durchmessers und dessen Rückwandung mit einer einstellbaren Luftein- und -austrittsöffnung
versehen ist, und einem im Zylindergehäuse luftdicht geführten Kolben.
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Luftbremszylinder dieser Art sind weitgehend bekannt. Sie arbeiten
nach dem Prinzip der Luftkompression, wobei auf Grund der einwirkenden Kraft eines
sich in Bewegung befindlichen Maschinenteiles auf den Kolben der Bremseinrichtung
die Luft durch eine Ausströmöffnung relativ geringer Größe langsam entweicht. Die
für diese Arbeit erforderliche Energie liefert das auf die Kolbenstange direkt oder
über einen Hebelmechanismus indirekt einwirkende, sich in Bewegung befindliche Maschinenteil,
dessen kinetische Energie auf diese Weise abgebaut wird und damit die gewünschte
Verzögerung gegebenenfalls bis zum Stillstand eintritt.
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Die bisher bekanntgewordenen Luftbremszylinder für den eingangs genannten
Zweck weisen alle die gleiche technische Konzeption auf, wie z.B.
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die Vorrichtung gemäß dem deutschen Gebrauchsmuster 1 910 324, bei
der das Gehäuse aus einem Metallzylinder besteht, in welchem als Kolben eine gummielastische,
topfartige Manschette geführt wird, welche sich mit ihrem keilförmig auslaufenden
Rand unter dem Kompressionsdruck an die Innenwandung des Zylinders abdichtend anlegt.
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Eine Forderung, die von Bremseinrichtungen dieser Art erfüllt werden
muß, besteht in einer möglichst gleichbleibenden Bremswirkung über -einen weiten
Temperaturbereich.
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Insbesondere im Bereich von Minustemperaturen verändert sich das Bremsverhalten
bei den bekannten Ausführungen jedoch auf Grund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten
von Zylinder- und Manschettenmaterial. Gleichzeitig tritt eine Verhärtung des Manschettenwerkstoffes
ein, welche einerseits ein elastisches Anliegen des Manschettenrandes verhindert
und andererseits zu höheren Reibwerten führt, wodurch unter anderem die Rücklaufzeit
des Bremskolbens ungünstig beeinflußt wird.
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Bremszylinder mit einem derartigen Verhalten sind somit für Büromaschinen,
deren Funktionsfähigkeit über einen relativ großen Temperaturbereich gewährleistet
sein muß, nur bedingt brauchbar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen LuStbremszylinder
zu schaffen, welcher den gestellten Forderungen entspricht und zudem eine wirtschaftlichere
Herstellung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zylindergehäuse
und der Kolben aus einem hochwärmestabilisierten, spritzfähigen Kunststoff besteht,
daß der Kolben als Zylinder ausgebildet ist und daß die Rückwandung des Zylindergehäuses
mit einer zweiten Luft ein- und -austrittsöffnung konstanten Durchmessers versehen
ist.
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Einem weiteren Merkmal zufolge bestehen die Kolbenringe aus dem gleichen
oder einem ähnlichen Kunststoff wie das Zylindergehäuse und der Kolben, wobei die
Kolbenringe z.B. durch thermische Behandlung federelastische Eigenschaften besitzen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch die Herstellung zumindest des Zylindergehäuses und des Kolbens aus. ein
und demselben Werkstoff die bisher übliche Auswirkung unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten
eleminiert ist, daß die Ausbildung des Kolbens als zylindrisches Teil keine exakte
Führung der Kolbenstange mehr erfordert und die Verwendung von Kolbenringen einen
Kolbendurchmesser erlaubt, welcher eine Verwendung des Kolbens ohne Nacharbeit erlaubt.
Weiterhin ist durch die Herstellung sämtlicher Teile des Luftbremszylinders in einem
Spritzvorgang eine zerspanungsfreie, wirtschaftliche Fertigung gegeben.
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Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung
mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Luftbremszylinder
gemäß der Erfindung in Seitenansicht und teilweiser Schnittdarstellung.
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Figur 2 den in Figur 1 im Schnitt dargestellten Kolben in Seitenansicht.
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Aus Figur 1 ist die konstruktive Gestaltung eines Luftbremszylinders
gemäß der Erfindung ersichtlich. Bei dieser Ausführung ist das Zylindergehäuse 1
im Spritzverfahren aus einem hochwärmestabilisierten Kunststoff hergestellt. Hierzu
eignen sich insbesondere amorphe Polyamide, welche in verarbeiteter Form sehr maßhaltig
sind, schwache Nachschrumpfeigenschaften besitzen und nur sehr gering zur Feuchtigkeitsaufnahme
neigen. Die Rückwandung des Zylindergehäuses 1 ist in an sich bekannter Weise mit
einer veränderbaren Luftein- und -austrittsöffnung la versehen, deren wirksamer
Durchmesser durch eine Stellschraube 2 den jeweils gegebenen Verhältnissen angepaßt
werden kann. Diametral zu dieser öffnung ist in der Rückwand eine weitere Ein- und
Auslaßöffnung 1b konstanten Durchmessers vorgesehen. Durch den damit gegebenen Nebenschluß
ist eine leichtere Einstellung der erforderlichen Bremswirkung mittels der Stellschraube
2 gegeben.
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Stirnseitig ist das Zylindergehäuse 1 durch einen Deckel 3 abgeschlossen,
welcher luftdicht mit dem Gehäuse 1 über Verschraubungen 7 verbunden ist. Der Deckel
3 besteht aus dem gleichen Werkstoff wie das Gehäuse 1 und ist mit einer zentrischen
Bohrung für die Kolbenstange 6 versehen. Die gewählte Passung garantiert eine weitgehend
luftdichte Führung. Außerdem weist der Deckel 3 noch eine Luftein- und -austrittsöffnung
3a konstanten Durchmessers auf. Diese öffnung ist in an sich bekannter Weise so
gewählt, daß während des Bremshubes in der linken Kammer ein Unterdruck entsteht,
wodurch das Bremsverhalten vorteilhaft beeinflußt wird.
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Im Inneren des Zylindergehäuses 1 ist ein zylindrischer Kolben 4 längsverschiebbar
angeordnet. Dieser Kolben 4 ist als Spritzteil aus dem gleichen Werkstoff wie das
Zylindergehäuse 1 hergestellt.
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Der-Kolben 4 weist einen um einige Zehntelmillimeter geringeren
Durchmesser
auf als der Innendurchmesser des Gehäuses 1. Durch diese Maßnahme läßt sich der
Kolben 4 ohne die sonst erforderliche Nacharbeit, z.B. das Entfernen der Spritznähte,
verwenden. Der Umfang des Kolbens 4 ist mit zwei Ringnuten 4a versehen, in denen
ebenfalls aus Kunststoff bestehende Kolbenringe 5 ruhen. Die offenendig ausgebildeten
Ringe 5 sind gemäß Figur 2 stufenförmig abgesetzt und überlappen sich in diesem.
Bereich. Damit ist eine weitgehende Abdichtung gewährleistet. Die Kolbenringe 5
können entweder aus dem gleichen Kunststoff wie der Kolben 4 oder aus einem anderen
geeigneten Material bestehen. Von ausschlaggebender Bedeutung sind dabei günstige
Reibwerte und federelastische Eigenschaften des verwendeten Kunststoffes, wobei
letztere z.B. durch eine thermische Nachbehandlung erzielt werden kann, um unter
den vorgegebenen Bedingungen optimale Betriebsverhältnisse zu erreichen. Wenn durch
Temperaturveränderungen oder Toleranzen Maßabweichungen auf auftreten, gewährleisten
die federelastischen Ringe 5 konstante Abdichtverhältnisse. Durch die vorbeschriebene
Paarung von Kunststoffteilen entfällt die bisher notwendige Schmierung der bewegten
Teile, so daß eine diesbezügliche Wartung entfällt und auch die Probleme entfallen,
welche bei Minustemperaturen durch Verfestigung des Schmiermittels auftreten.
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Mit dem Kolben 4 ist die b-ereits erwähnte Kolbenstange 6 fest verbunden.
Letztere ragt auch im betätigten Zustand des Kolbens 4 aus dem Zylindergehäuse 1
heraus. Im Bereich dieses freien Endes ist die Kolbenstange mit einer Querausnehmung
6a versehen, in weiche im eingebauten Zustand ein unter Federwirkung stehender Doppelhebel
eingreift. (Nicht dargestellt). Über diesen Hebel wird der Kolben 4 jeweils unter
dem Einfluß der Federung in die Ausgangslage gezogen.
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Das freie Ende des Doppelhebels ragt dagegen in die Bahn des ab zum
bremsenden Maschinenteiles, welches beim Auflaufen auf diesen Hebel stoßartig auf
den Kolben 4 einwirkt. Durch den dabei in den Zylinderkammern auftretenden Kompressions-
bzw. Unterdruck-wird die kinetische Energie des bewegten Maschinenteiles zunehmend
abgebaut.
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Mit fortschreitender Abbremsung verlangsamt sich auch die Kolbengeschwindigkeit,
so daß sowohl der Kompressionsdruck in der rechten
Kammer als auch
der Unterdruck in der linken Kammer abnimmt und das Maschinenteil bis zum Stillstand
verzögert in seine Grundstellung läuft.
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3 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen