DE29609485U1 - Device for decelerating a moving mass - Google Patents
Device for decelerating a moving massInfo
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Description
G 17 442 - lens 9. Mai 1996G 17 442 - lens 9 May 1996
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verzögerung einer bewegten Masse, mit einer Bewegungseinheit·, die einen Arbeitskolben aufweist, der in einem Gehäuse wenigstens eine volumenveränderliche Verdrangungskammer begrenzt, und mit Mitteln, die ab einer bestimmten Dämpfungsposition der sich in einer Arbeitsrichtung im Sinne einer Verringerung des Volumens der Verdrängungskammer bewegenden Bewegungseinheit vor Erreichen der Bewegungsendlage einen Druckanstieg in der Verdrängungskammer hervorrufen, der ein Abbremsen der Bewegungseinheit verursacht.The invention relates to a device for decelerating a moving mass, with a movement unit having a working piston that delimits at least one displacement chamber with a variable volume in a housing, and with means that, from a certain damping position of the movement unit moving in a working direction in the sense of a reduction in the volume of the displacement chamber, before reaching the end position of the movement, cause a pressure increase in the displacement chamber, which causes the movement unit to brake.
Eine derartige, in einen pneumatisch betätigten Arbeitszylinder integrierte Verzögerungsvorrichtung geht aus der DE 32 06 432 C2 hervor. Sie wird verwendet, um am Ende des Hubes der sich aus einem Arbeitskolben und einer Kolbenstange zusammensetzenden Bewegungseinheit einen zu harten Aufprall auf die die Bewegungsendlage vorgebende stirnseitige Abschlußwand des Arbeitszylinders zu verhindern. Erreicht wird dies mit Mitteln, die bei der Bewegung der Bewegungseinheit ab einer bestimmten, nachfolgend als Dämpfungsposition bezeichneten Position einenA deceleration device of this kind integrated into a pneumatically operated working cylinder is described in DE 32 06 432 C2. It is used to prevent an excessively hard impact on the front end wall of the working cylinder, which defines the end position of the movement, at the end of the stroke of the movement unit consisting of a working piston and a piston rod. This is achieved by means which, when the movement unit moves from a certain position, hereinafter referred to as the damping position,
Druckanstieg in der als Verdrängungskammer bezeichneten abströmseitigen Zylinderkammer hervorrufen, so daß eine Gegenkraft aufgebaut wird.Cause a pressure increase in the downstream cylinder chamber, known as the displacement chamber, so that a counterforce is built up.
Im konkreten Fall der DE 32 06 432 C2 kommuniziert die Verdrängungskammer mit einem von einer zentralen Ausnehmung der Abschlußwand gebildeten Abströmkanal großen Querschnitts und einem dem Abströmkanal By-pass-artig parallelgeschalteten zweiten Abströmkanal mit erheblich geringerem Querschnitt. In den zweiten Abströmkanal ist eine von einer einstellbaren Drosselschraube gebildete Drosselstelle eingeschaltet. So lange sich der Kolben außerhalb der Dämpfungsposition befindet, kann das verdrängte Druckmedium über den Abströmkanal großen Querschnittes rasch abströmen. Bei Erreichen der Dämpfungsposition taucht ein Fortsatz der Bewegungseinheit in den Abströmkanal großen Querschnittes ein, so daß dieser abgesperrt wird und fortan das verdrängte Druckmedium nurmehr über den Abströmkanal kleinen Querschnittes abströmen kann. Als Folge baut sich in der Verdrängung skammer ein Gegendruck auf, der den Kolben abbremst.In the specific case of DE 32 06 432 C2, the displacement chamber communicates with an outflow channel with a large cross-section formed by a central recess in the end wall and a second outflow channel with a considerably smaller cross-section connected in parallel to the outflow channel in a bypass-like manner. A throttle point formed by an adjustable throttle screw is inserted into the second outflow channel. As long as the piston is outside the damping position, the displaced pressure medium can quickly flow out via the outflow channel with a large cross-section. When the damping position is reached, an extension of the movement unit dips into the outflow channel with a large cross-section, so that it is blocked off and from then on the displaced pressure medium can only flow out via the outflow channel with a small cross-section. As a result, a counterpressure builds up in the displacement chamber, which slows down the piston.
Schwierig bei der bekannten Vorrichtung ist die Einstellung der Drosselungsintensität zur Anpassung an die Energie des sich bewegenden Kolbens. Baut sich in der Verdrängungskammer ein zu hoher Gegendruck auf, prallt die Bewegungseinheit zurück und man erhält ein schwingendes periodisches Bewegungsverhalten. Bei zu geringem Gegendruck prallt die Bewegungseinheit zu stark auf die Abschlußwand auf. Bei einem Betrieb des Arbeitszylinders mit veränderten Hubgeschwindigkeiten sind zudem NeuJustierungen der Drosselungsintensität unumgänglich.The difficulty with the known device is adjusting the throttling intensity to adapt to the energy of the moving piston. If too much counterpressure builds up in the displacement chamber, the movement unit bounces back and an oscillating periodic movement behavior is obtained. If the counterpressure is too low, the movement unit bounces too hard against the end wall. When operating the working cylinder with changed stroke speeds, readjustments of the throttling intensity are also unavoidable.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ohne aufwendige Einstellungen und im wesentlichen unabhängig von der auftretenden Geschwindigkeit ein zuverlässiges schwingungsfreies Abbremsen einer bewegten Masse ermöglicht.It is therefore the object of the present invention to create a device of the type mentioned at the outset which enables reliable, vibration-free braking of a moving mass without complex adjustments and essentially independently of the speed occurring.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Bewegungseinheit mindestens einen mit der Verdrängungskammer kommunizierenden Entlastungskanal und ein den Entlastungskanal beherrschendes, normalerweise eine Schließstellung einnehmendes Steuerventil aufweist, und daß das Steuerventil über einen durch Federkraft in einer Grundstellung gehaltenen Trägheitskörper verfügt, der beim Abbremsen der Bewegungseinheit aufgrund seiner Massenträgheit unter Überwindung der Federkraft relativ zur Bewegungseinheit in der Arbeitsrichtung verlagert wird, um ein Öffnen des Steuerventils zu bewirken.To solve this problem, it is provided that the movement unit has at least one relief channel communicating with the displacement chamber and a control valve that controls the relief channel and normally assumes a closed position, and that the control valve has an inertia body that is held in a basic position by spring force and that, when the movement unit is braked, is displaced in the working direction relative to the movement unit due to its mass inertia while overcoming the spring force in order to cause the control valve to open.
Eine derartige, insbesondere im Zusammenhang mit fluidbetätigten Arbeitszylindern einzusetzende Vorrichtung ermöglicht praktisch eine "Online-Regelung" der Verzögerung der Bewegungseinheit und einer eventuell zusätzlich an dieser angreifenden Masse. Die Bewegungseinheit wird ab Erreichen der Dämpfungsposition unabhängig von der vorhandenen potentiellen und kinetischen Energie so verzögert, daß sie ohne ein Überschwingen mit einer für die Vorrichtung selbst maximal zulässigen Restenergie abgebremst wird. Bei Erreichen der Dämpfungsposition baut sich in der Verdrängungskammer ein Gegendruck auf, der eine der Arbeitsrichtung entgegengesetzte Gegenkraft auf die Bewegungsein-Such a device, which is used in particular in connection with fluid-operated working cylinders, practically enables "online control" of the deceleration of the movement unit and of any additional mass acting on it. Once the damping position is reached, the movement unit is decelerated, regardless of the existing potential and kinetic energy, so that it is braked without overshooting with a residual energy that is the maximum permissible for the device itself. When the damping position is reached, a counterpressure builds up in the displacement chamber, which exerts a counterforce on the movement unit that is opposite to the working direction.
heit ausübt. Die aus der Verzögerung der Bewegungseinheit resultierende Trägheitskraft bewirkt hierbei eine Auslenkung des Trägheitskörpers entgegen der Federkraft, so daß das Steuerventil geöffnet wird. Somit kann aus der Verdrängungskammer über den Entlastungskanal Druckmedium entweichen, so daß sich der Überdruck in der Verdrängungskammer abbaut. Da die Auslenkung des Trägheitskörpers und somit der vom Steuerventil momentan vorgegebene Entlastungsquerschnitt proportional von der Verzögerung der Bewegungseinheit abhängt, ergibt sich eine selbsttätige Anpassung an die Betriebsbedingungen. Druckschwankungen, variable Massen oder Geschwindigkeitsänderungen während des Betriebes erfordern keine Neueinstellungen. Insgesamt lassen sich größere Hubgeschwindigkeiten durch bessere Ausnutzung des Dämpfungspotentials verwirklichen. Die Verzögerungsvorrichtung läßt sich sowohl in fluidbetätigte Arbeitszylinder integrieren, als auch als externes Dämpfungssystem einsetzen.The inertia force resulting from the deceleration of the movement unit causes the inertia body to deflect against the spring force, so that the control valve is opened. Pressure medium can thus escape from the displacement chamber via the relief channel, so that the excess pressure in the displacement chamber is reduced. Since the deflection of the inertia body and thus the relief cross-section currently specified by the control valve depends proportionally on the deceleration of the movement unit, there is an automatic adjustment to the operating conditions. Pressure fluctuations, variable masses or speed changes during operation do not require any readjustments. Overall, higher lifting speeds can be achieved by better utilization of the damping potential. The deceleration device can be integrated into fluid-operated working cylinders or used as an external damping system.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims.
Der Entlastungskanal ist vorzugsweise als Überströmkanal ausgebildet, der die Verdrängungskammer mit der auf der entgegengesetzten Kolbenseite angeordneten Gegenkammer verbindet. Aus der Verdrängungskammer über den Entlastungskanal abströmendes Fluid strömt somit in die Gegenkammer über. Dies führt zu einer Erhöhung der Laststeifigkeit während der Dämpfungsphase. Ferner wird der beim Entlasten bzw. Entlüften in die Atmosphäre üblicherweise entstehende Schall stark reduziert.The relief channel is preferably designed as an overflow channel, which connects the displacement chamber with the counter chamber arranged on the opposite side of the piston. Fluid flowing out of the displacement chamber via the relief channel thus flows into the counter chamber. This leads to an increase in the load stiffness during the damping phase. Furthermore, the noise that usually occurs when unloading or venting into the atmosphere is greatly reduced.
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Es empfiehlt sich, den Entlastungskanal und das Steuerventil im Arbeitskolben unterzubringen, da hier ein verhältnismäßig großer Einbauraum zur Verfugung steht.It is recommended to accommodate the relief channel and the control valve in the working piston, as there is a relatively large installation space available here.
Zweckmäßigerweise ist der Trägheitskörper in Bewegungsrichtung der Bewegungseinheit verschieblich in der Bewegungseinheit gelagert .The inertia body is expediently mounted in the movement unit so that it can move in the direction of movement of the movement unit.
Soll bei beiden möglichen Bewegungsrichtungen der Bewegungseinheit eine Endlagendämpfung möglich sein, können mehrere voneinander unabhängige Dämpfungseinheiten vorgesehen werden, die jeweils ein Steuerventil mit zugeordnetem Trägheitskörper aufweisen und die mit entgegengesetzter Ausrichtung an der Bewegungseinheit angeordnet sind. Von besonderem Vorteil ist allerdings eine derartige Ausgestaltung, bei der nur ein Trägheitskörper vorhanden ist, dessen Grundstellung jedoch als Mittelstellung ausgeführt ist, aus der er beim Auftreten entsprechender Trägheitskräfte sowohl in die eine als auch in die andere axiale Richtung auslenkbar ist. Dadurch liegt ein richtungsunabhängig arbeitendes Verzögerungssystem vor. Bevorzugt ist der Trägheitskörper in diesem Falle als koaxial zur Längsachse der Bewegungseinheit angeordneter Ringkörper ausgebildet.If end position damping is to be possible in both possible directions of movement of the movement unit, several independent damping units can be provided, each of which has a control valve with an associated inertia body and which are arranged on the movement unit with opposite orientations. However, a design in which only one inertia body is present is particularly advantageous, but whose basic position is designed as a middle position from which it can be deflected in both the one and the other axial direction when corresponding inertia forces occur. This creates a deceleration system that works independently of direction. In this case, the inertia body is preferably designed as a ring body arranged coaxially to the longitudinal axis of the movement unit.
Es ist möglich, das Öffnungsverhalten des Steuerventils nicht nur durch die Trägheitskraft zu beeinflussen, sondern ergänzend durch eine wegabhängige Funktion. Dies kann dadurch erreicht werden, daß sich die die Federkraft liefernde Federeinrichtung über eine verschiebliche Abstützungspartie an der Bewegungseinheit abstützt, wobei der Abstützpartie ein Stößel zugeordnetIt is possible to influence the opening behavior of the control valve not only by the inertia force, but also by a path-dependent function. This can be achieved by supporting the spring device that provides the spring force on the movement unit via a movable support section, with a tappet assigned to the support section.
ist, der vor dem Erreichen der Bewegungsendlage auf eine gehäusefeste Abschlußwand aufläuft, wobei sich die Abstützpartie unter gleichzeitiger Komprimierung der Federeinrichtung verlagert, so daß sich die Federkonstante der Federeinrichtung verändert .which, before reaching the end position of the movement, runs onto a housing-fixed end wall, whereby the support section is displaced while simultaneously compressing the spring device, so that the spring constant of the spring device changes.
Ein besonders einfacher und kompakter Aufbau ergibt sich, wenn der Trägheitskörper unmittelbar am beweglichen Ventilglied des Steuerventils vorgesehen ist und vorzugsweise von dem mit einer entsprechenden Masse ausgelegten Ventilglied selbst gebildet ist. Der Trägheitskörper und das Ventilglied können somit eine auf engstem Raum unterbringbare Baueinheit bilden. Aufwendige Übertragungsglieder zur Übertragung der Bewegung zwischen dem Trägheitskörper und dem Ventilglied erübrigen sich somit.A particularly simple and compact structure is achieved if the inertia body is provided directly on the movable valve element of the control valve and is preferably formed by the valve element itself, which is designed with a corresponding mass. The inertia body and the valve element can thus form a structural unit that can be accommodated in the smallest of spaces. Complex transmission elements for transmitting the movement between the inertia body and the valve element are therefore unnecessary.
In allen Fällen kann durch Abstimmung der Masse des Trägheitskörpers und der Federkonstante der die Federkraft liefernden Einrichtung eine Grundauslegung an die zu erwartenden Einsatzbedingungen vorgenommen werden. Auf diese Weise läßt sich das Ansprechverhalten der Verzögerungsvorrichtung vorgeben, das heißt, der Öffnungsgrad des Steuerventils„in Abhängigkeit von der momentanen Verzögerung. Auf diese Weise läßt sich auf die Dynamik des Systems Einfluß nehmen.In all cases, a basic design can be made to suit the expected operating conditions by adjusting the mass of the inertia body and the spring constant of the device providing the spring force. In this way, the response behavior of the deceleration device can be specified, i.e. the degree of opening of the control valve, depending on the current deceleration. In this way, the dynamics of the system can be influenced.
Je nach Anwendungsfall kann eine Federeinrichtung mit einer linearen oder nicht-linearen Kennlinie zum Einsatz kommen. Beispielsweise wäre eine Federeinrichtung mit degressiver Federkennlinie denkbar.Depending on the application, a spring device with a linear or non-linear characteristic curve can be used. For example, a spring device with a degressive spring characteristic curve would be conceivable.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which:
Figur 1 eine erste Bauform der erfindungsgemäßen Verzögerungseinrichtung als integrierter Bestandteil eines fluidbetätigten Arbeitszylinders, von dem allerdings nur ein Endabschnitt gezeigt ist, wobei sich die Bewegungseinheit in Arbeitsrichtung bewegt, die Dämpfungsposition allerdings noch nicht erreicht hat,Figure 1 shows a first design of the deceleration device according to the invention as an integrated component of a fluid-operated working cylinder, of which only one end section is shown, whereby the movement unit moves in the working direction, but has not yet reached the damping position,
Figur 2 die Anordnung aus Figur 1 bei wirksamer Verzögerungsvorrichtung mit einem verhältnismäßig kleinen Verzögerungswert,Figure 2 shows the arrangement from Figure 1 with an effective delay device with a relatively small delay value,
Figur 3 die Anordnung aus Figur 1 während der Verzögerungsphase mit einem verhältnismäßig großen Verzögerungswert ,Figure 3 shows the arrangement from Figure 1 during the deceleration phase with a relatively large deceleration value ,
Figur 4 eine weitere Bauform der erfindungsgemäßen Verzögerungsvorrichtung, wiederum als integrierter Bestandteil eines Arbeitszylinders, wobei der Arbeitskolben und das Gehäuse des Arbeitszylinders nur teilweise abgebildet sind und wobei sich der Arbeitskolben noch außerhalb der Verzögerungsphase befindet, undFigure 4 shows a further design of the deceleration device according to the invention, again as an integrated component of a working cylinder, whereby the working piston and the housing of the working cylinder are only partially shown and whereby the working piston is still outside the deceleration phase, and
Figur 5 die Anordnung aus Figur 4 beim Erreichen der Bewegungsendposition, wobei die Funktion einer be-Figure 5 shows the arrangement from Figure 4 when the end position of the movement is reached, where the function of a
weglichen Abstützpartie für die den Trägheitskörper beaufschlagende Federeinrichtung ersichtlich ist.movable support section for the spring device acting on the inertial body is visible.
Beide Ausführungsbeispiele zeigen einen pneumatisch betätigten Arbeitszylinder l. Er verfügt über ein Gehäuse 2 mit einem Zylinderrohr 3, das an beiden Stirnseiten durch Abschlußwände 4 verschlossen ist. Die Darstellungen beschränken sich auf einen der stirnseitigen Endabschnitte des Arbeitszylinders 1.Both embodiments show a pneumatically operated working cylinder 1. It has a housing 2 with a cylinder tube 3, which is closed on both ends by end walls 4. The illustrations are limited to one of the end sections of the working cylinder 1.
Im Innern des Zylinderrohres 1 ist ein Arbeitskolben 5 in Richtung der Zylinderlängsachse 6 hin und her bewegbar geführt. Er kann wie abgebildet mit einer Kolbenstange 7 verbunden sein, die eine oder beide Abschlußwände 4 nach außen hin durchsetzt, wo sie mit einer zu bewegenden Masse verbindbar ist.Inside the cylinder tube 1, a working piston 5 is guided so that it can move back and forth in the direction of the cylinder’s longitudinal axis 6. As shown, it can be connected to a piston rod 7, which passes through one or both end walls 4 to the outside, where it can be connected to a mass to be moved.
Der Kolben 5 und die daran befestigte Kolbenstange 7 bilden eine in Längsrichtung 6 verschiebbare Bewegungseinheit 8. Bei sogenannten kolbenstangenlosen Zylindern kann die Bewegungseinheit 8 auch allein vom Arbeitskolben 5 gebildet sein.The piston 5 and the piston rod 7 attached to it form a movement unit 8 that can be displaced in the longitudinal direction 6. In so-called rodless cylinders, the movement unit 8 can also be formed solely by the working piston 5.
Der Arbeitskolben 5 ist mit umlaufenden Dichtungen 12 versehen, so daß er den ihn aufnehmenden Zylinderraum unter Abdichtung in zwei Zylinderkammern 13, 14 unterteilt. Indem der einen oder anderen Zylinderkammer 13, 14 Druckluft zugeführt wird, wobei gleichzeitig die andere Zylinderkammer entlüftet wird, läßt sich die Bewegungseinheit 8 zu einer Axialbewegung in einer der beiden durch Pfeile 15, 16 angedeuteten Bewegungsrichtungen antreiben. The working piston 5 is provided with circumferential seals 12 so that it divides the cylinder space containing it into two cylinder chambers 13, 14 while sealing them. By supplying compressed air to one or the other cylinder chamber 13, 14, while simultaneously venting the other cylinder chamber, the movement unit 8 can be driven to an axial movement in one of the two directions of movement indicated by arrows 15, 16.
Der Arbeitszylinder 1 ist mit einer Vorrichtung zur Verzögerung der Masse der sich bewegenden Bewegungseinheit 8 und eines eventuellen weiteren, an der Bewegungseinheit 8 angreifenden Gegenstandes ausgestattet. Diese nachfolgend als Verzögerungsvorrichtung bezeichnete Vorrichtung verhindert einen zu harten Aufprall des Arbeitskolbens 5 bei Erreichen der Bewegungsendlage, wo der Arbeitskolben 5 mit einer seiner Stirnflächen 17, 17' an einer Anschlagfläche 18 aufprallt, die an der zugewandten Stirnseite einer jeweiligen Abschlußwand 4 vorgesehen ist. Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3 befindet sich die Anschlagfläche 18 an einem aus gummielastischem Material bestehenden Pufferelement 22, das einen metallischen Aufprall verhindert. Eine relevante Verzögerung der Aufprallgeschwindigkeit ist damit jedoch nicht verbunden. Dies ermöglicht erst die erfindungsgemäße Verzögerungsvorrichtung.The working cylinder 1 is equipped with a device for decelerating the mass of the moving movement unit 8 and any other object acting on the movement unit 8. This device, referred to below as the deceleration device, prevents the working piston 5 from impacting too hard when it reaches the end position of movement, where the working piston 5 impacts with one of its end faces 17, 17' on a stop surface 18 that is provided on the facing end face of a respective end wall 4. In the embodiments of Figures 1 to 3, the stop surface 18 is located on a buffer element 22 made of rubber-elastic material, which prevents a metallic impact. However, this does not result in a relevant deceleration of the impact speed. This is only made possible by the deceleration device according to the invention.
Während eines Arbeitshubes nähert sich die Bewegungseinheit 8 in einer Arbeitsrichtung 23 an eine der Abschlußwände 4 an. Dabei verringert sich das Volumen der zugeordneten Zylinderkammer 13. Die in dieser enthaltene Luft wird durch den sich an die Anschlagfläche 18 annähernden Arbeitskolben 5 verdrängt. Die betreffende Zylinderkammer 13 sei daher als Verdrängungskammer 24 bezeichnet. Die verdrängte Luft strömt über einen in der zugeordneten Abschlußwand 4 ausgebildeten ersten Abströmkanal 25 großen Querschnittes ab.During a working stroke, the movement unit 8 approaches one of the end walls 4 in a working direction 23. In the process, the volume of the associated cylinder chamber 13 is reduced. The air contained in this is displaced by the working piston 5 approaching the stop surface 18. The cylinder chamber 13 in question is therefore referred to as a displacement chamber 24. The displaced air flows out via a first discharge channel 25 with a large cross-section formed in the associated end wall 4.
Eine Grundvoraussetzung für die Wirksamkeit der Verzögerungsvorrichtung besteht darin, daß in der abströmseitigen Zylinder-A basic requirement for the effectiveness of the deceleration device is that in the downstream cylinder
kammer 13, also in der Verdrangungskammer 24, gegen Ende der Hubbewegung der Bewegungseinheit 8 ein Druckanstieg hervorgerufen wird, der der Bewegungseinheit 8 entgegen der Arbeitsrichtung 23 eine Bremskraft entgegensetzt, so daß die Bewegungseinheit 8 abgebremst wird. Die bei Beginn der Dämpfungsphase vorliegende Position der Bewegungseinheit 8 sei als Dämpfungsposition bezeichnet, die Wegstrecke zwischen der Dämpfungsposition und der Bewegungsendlage als Dämpfungsstrecke.chamber 13, i.e. in the displacement chamber 24, towards the end of the stroke movement of the movement unit 8, a pressure increase is caused, which applies a braking force to the movement unit 8 in the opposite direction to the working direction 23, so that the movement unit 8 is braked. The position of the movement unit 8 at the start of the damping phase is referred to as the damping position, and the distance between the damping position and the end position of the movement is referred to as the damping distance.
Die beispielsgemäßen Arbeitszylinder verfugen über geeignete Mittel, die ab Erreichen der Dämpfungsposition der Bewegungseinheit 8 den erwähnten Druckanstieg in der Verdrängungskammer 24 hervorrufen. Diese Mittel umfassen beispielsgemäS den schon erwähnten ersten Abströmkanal 25 großen Querschnittes und ferner einen als Drosselkanal wirkenden zweiten Abströmkanal 26 geringen Querschnittes. Beide Abströmkanäle 25, 26 verlaufen in der Abschlußwand 4 und münden mit Öffnungen 27, 28 im Bereich der Anschlagfläche 18 in die angrenzende Zylinderkammer 13. Mit seinem entgegengesetzten Ende mündet der erste Abströmkanal 25 großen Querschnittes mit einer Anschlußöffnung 29 an der Außenseite der Abschlußwand 4. Der zweite Abströmkanal geringen Querschnittes zweigt innerhalb der Abschlußwand 4 vom ersten Abströmkanal 25 ab, er mündet also mit seinem der Öffnung 28 entgegengesetzten Ende in den ersten Abströmkanal 25. An die Anschlußöffnung 29 ist eine weiterführende Druckmittelleitung anschließbar, über die Druckmedium zu- oder abgeführt werden kann.The working cylinders according to the example have suitable means which, once the damping position of the movement unit 8 is reached, cause the above-mentioned pressure increase in the displacement chamber 24. These means comprise, for example, the already mentioned first outflow channel 25 with a large cross-section and also a second outflow channel 26 with a small cross-section which acts as a throttle channel. Both outflow channels 25, 26 run in the end wall 4 and open into the adjacent cylinder chamber 13 via openings 27, 28 in the area of the stop surface 18. The first outflow channel 25 with a large cross-section opens with its opposite end into a connection opening 29 on the outside of the end wall 4. The second outflow channel with a small cross-section branches off from the first outflow channel 25 within the end wall 4, and thus opens into the first outflow channel 25 with its end opposite the opening 28. A further pressure medium line can be connected to the connection opening 29, via which pressure medium can be supplied or discharged.
Im Bereich der Öffnung 27 des ersten Abströmkanals 25 ist ein Dichtring 33 koaxial festgelegt. An die Öffnung 27 schließt sich ein sich axial in die Abschlußwand 4 hineinerstreckender Aufnahmeabschnitt 32 des ersten Abströmkanals 25 an.A sealing ring 33 is coaxially fixed in the area of the opening 27 of the first outflow channel 25. The opening 27 is followed by a receiving section 32 of the first outflow channel 25 that extends axially into the end wall 4.
Die Bewegungseinheit 8 verfügt an der der Abschlußwand 4 zugewandten Seite über ein vom Arbeitskolben 5 koaxial wegragendes zylindrisches Verschlußteil 34. Bei Erreichen der Dämpfungsposition taucht dieses Verschlußteil 34 über die Öffnung 27 in den Aufnahmeabschnitt 32 hinein. Dabei wird es an seiner zylindrischen Außenfläche 35 von dem Dichtungsring 33 dichtend umschlossen. Dieser Dichtkontakt bleibt erhalten, bis die Bewegungseinheit 8 die Bewegungsendlage einnimmt, wobei das Verschlußteil 34 über seine gesamte Länge in dem Aufnahmeabschnitt 32 aufgenommen ist.The movement unit 8 has a cylindrical closure part 34 on the side facing the end wall 4, which protrudes coaxially from the working piston 5. When the damping position is reached, this closure part 34 dips into the receiving section 32 via the opening 27. It is sealed by the sealing ring 33 on its cylindrical outer surface 35. This sealing contact is maintained until the movement unit 8 assumes the end position of movement, with the closure part 34 being received in the receiving section 32 over its entire length.
Bewegt sich die Bewegungseinheit 8 ausgehend von ihrer nicht dargestellten linken Endstellung nach rechts in Richtung zu der abgebildeten Abschlußwand 4, so befindet sich das Verschlußteil 34 zunächst noch außerhalb des Dichtringes 33 und das aus der Verdrängungskammer 24 verdrängte Druckmedium kann über den großen Querschnitt des ersten Abströmkanals 25 ungehindert abströmen. Hierbei bewegt sich die Bewegungseinheit 8 mit normaler Geschwindigkeit in Arbeitsrichtung 23. Dies ist in Figur 1 dargestellt.If the movement unit 8 moves from its left end position (not shown) to the right in the direction of the end wall 4 shown, the closure part 34 is initially still outside the sealing ring 33 and the pressure medium displaced from the displacement chamber 24 can flow out unhindered via the large cross-section of the first outflow channel 25. The movement unit 8 moves at normal speed in the working direction 23. This is shown in Figure 1.
Gegen Ende der Hubbewegung taucht das Verschlußteil 34 in den Dichtring 33 ein, so daß der erste Abströmkanal 25 versperrt ist. Von nun an kann das Druckmedium nur noch über den einenTowards the end of the stroke, the closure part 34 dips into the sealing ring 33, so that the first discharge channel 25 is blocked. From now on, the pressure medium can only flow through the one
geringen Querschnitt aufweisenden zweiten Abströmkanal 26 ausströmen, was zu einer Druckerhöhung in der Verdrängungskammer 24 führt. Die Folge ist eine Verlangsamung der Bewegungseinheit 8 im Verlauf der bis zur Anlage an der Anschlagfläche 18 zurückgelegten verbleibenden Dämpfungsstrecke.small cross-section second outflow channel 26, which leads to an increase in pressure in the displacement chamber 24. The result is a slowing down of the movement unit 8 over the remaining damping distance traveled until it comes into contact with the stop surface 18.
Um die Bewegungseinheit 8 anschließend wieder in entgegengesetzte Richtung zu verlagern, wird über die Anschlußöffnung 29 Druckmedium zugeführt, das nun die zugeordnete Zylinderkammer 13 beaufschlagt. Der Dichtring 33 kann mit einer Rückschlagfunktion ausgestattet sein, um zu Beginn des Rückhubes einen vergrößerten Strömungsquerschnitt zur Verfugung zu stellen.In order to subsequently move the movement unit 8 in the opposite direction, pressure medium is supplied via the connection opening 29, which now pressurizes the associated cylinder chamber 13. The sealing ring 33 can be equipped with a check function in order to provide an enlarged flow cross-section at the beginning of the return stroke.
Auf der der zweiten Zylinderkammer 14 zugewandten Axialseite des Arbeitskolbens 5 ist ebenfalls ein Verschlußteil 34 vorgesehen. Es sitzt koaxial auf der sich hier an den Arbeitskolben 5 anschließenden Kolbenstange 7. Die nicht gezeigte zweite Abschlußwand 4, die von der Kolbenstange 7 durchsetzt ist, verfügt über einen vergleichbaren Aufbau wie die abgebildete und beschriebene Abschlußwand 4. Dadurch kann bei einer Bewegung der Bewegungseinheit 8 in Gegenrichtung ebenfalls der geschilderte Abbremseffekt erzielt werden. Hierbei würde dann die Zylinderkammer 14 die Verdrängungskammer bilden.A closure part 34 is also provided on the axial side of the working piston 5 facing the second cylinder chamber 14. It sits coaxially on the piston rod 7, which is connected to the working piston 5 here. The second end wall 4 (not shown), through which the piston rod 7 passes, has a similar structure to the end wall 4 shown and described. This means that the braking effect described can also be achieved when the movement unit 8 moves in the opposite direction. In this case, the cylinder chamber 14 would form the displacement chamber.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verzögerungsvorrichtung besteht darin, daß der zweite Abströmkanal 26 geringen Querschnittes als Festdrossel ausgebildet sein kann, also einen unveränderlich fest vorgegebenen Strömungsquerschnitt aufweist und keine Einstelleinrichtung zur Veränderung der Drosselungs-A significant advantage of the delay device according to the invention is that the second outflow channel 26 with a small cross-section can be designed as a fixed throttle, i.e. it has an unchangeably fixed flow cross-section and does not require an adjustment device for changing the throttling
intensität benötigt. Ein umständliches Justieren durch den Anwender des Arbeitszylinders entfällt somit.intensity is required. This eliminates the need for the user to carry out laborious adjustments of the working cylinder.
Die bisher geschilderten Maßnahmen allein lassen noch keine optimale Dämpfung bzw. Verzögerung der Bewegungseinheit zu. Insbesondere würde bei hoher Hubgeschwindigkeit der Druck in der Verdrängungskammer 24 während der Dämpfungsphase zu stark ansteigen können, so daß die Bewegungseinheit 8 zurückprallt und die Annäherung an die Endlage von Schwingungen überlagert ist. Um dies zu vermeiden, ist in die Bewegungseinheit 8 ein mit dieser mitbewegtes Steuerventil 35 und mindestens ein von dieser beherrschter Entlastungskanal 3 6 integriert. Bevorzugt sind das Steuerventil 35 und der Entlastungskanal 3 6 wie abgebildet in dem Arbeitskolben 5 angeordnet. Hier findet sich ausreichend Platz zur Aufnahme der einzelnen Bauteile.The measures described so far alone do not allow for optimal damping or deceleration of the movement unit. In particular, at high stroke speeds, the pressure in the displacement chamber 24 could increase too much during the damping phase, so that the movement unit 8 rebounds and the approach to the end position is overlaid with vibrations. To avoid this, a control valve 35 that moves with it and at least one relief channel 36 controlled by it are integrated into the movement unit 8. The control valve 35 and the relief channel 36 are preferably arranged in the working piston 5 as shown. There is sufficient space here to accommodate the individual components.
Bevorzugt ist der Entlastungskanal 3 6 als Überströmkanal ausgebildet. Er durchsetzt beispielsgemäß den Arbeitskolben 5 wobei er mit einer ersten Mündung 3 7 in die eine Zylinderkammer 13 und mit einer entgegengesetzten zweiten Mündung 3 8 in die andere Zylinderkammer 14 ausmündet. Die Mündungen 37, 3 8 liegen zweckmäßigerweise an den Stirnflächen 17, 17' des Arbeitskolbens 5 .The relief channel 36 is preferably designed as an overflow channel. It passes through the working piston 5, for example, with a first opening 37 opening into one cylinder chamber 13 and an opposite second opening 38 opening into the other cylinder chamber 14. The openings 37, 38 are suitably located on the end faces 17, 17' of the working piston 5.
Das Steuerventil 35 ist in den Verlauf des Entlastungskanals zwischengeschaltet. Es verfügt über ein vorzugsweise in den -beiden Bewegungsrichtungen 15, 16 relativ zur Bewegungseinheit 8 bewegliches Ventilglied 42, das in der Bewegungseinheit 8 verschiebbar gelagert ist.The control valve 35 is interposed in the course of the relief channel. It has a valve member 42 which is preferably movable in the -two directions of movement 15, 16 relative to the movement unit 8 and which is slidably mounted in the movement unit 8.
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Normalerweise nimmt das Steuerventil eine Schließstellung ein. Diese Schließstellung liegt während der Bewegungsphase außerhalb der Dämpfungsphasen vor. Gezeigt ist diese Schließstellung in den Figuren 1 und 4. In der Schließstellung arbeitet eine Verschlußpartie 43 des Ventilgliedes 42 mit einer £est mit der Bewegungseinheit 8 verbundenen Gegenpartie 44 zusammen, so daß der Entlastungskanal 3 6 abgesperrt ist.Normally, the control valve assumes a closed position. This closed position is present during the movement phase outside of the damping phases. This closed position is shown in Figures 1 and 4. In the closed position, a closure part 43 of the valve member 42 works together with a counterpart part 44 that is connected to the movement unit 8, so that the relief channel 36 is blocked off.
Die Schließstellung des Ventilgliedes 42 ist durch eine Federeinrichtung 45 stabilisiert. Die Federkraft der Federeinrichtung 45 spannt das Ventilglied 42 in die Schließstellung vor.The closed position of the valve member 42 is stabilized by a spring device 45. The spring force of the spring device 45 preloads the valve member 42 into the closed position.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist die Schließstellung des Ventilgliedes 42 eine Mittelstellung. Das Ventilglied 42 ist durch zwei Federeinheiten 46 in entgegengesetzte Axialrichtungen beaufschlagt und durch das Kräftegleichwicht der beiden Federeinheiten 46 in der Schließstellung bzw. Mittelstellung gehalten. Bei entsprechend einwirkender Stellkraft kann das Ventilglied 42 somit in Richtung beider Bewegungsrichtungen 15, 16 relativ zum Arbeitskolben 5 verlagert werden. Ein entsprechendes Verlagern bewirkt bei beiden Bewegungsrichtungen ein Öffnen des Steuerventils 35, indem die Verschlußpartie 43 relativ zur Gegenpartie 44 verlagert wird und dadurch ein Strömungsquerschnitt 47 des Entlastungskanals 46 freigegeben wird, der ein Hindurchströmen von Fluid durch den Entlastungskanal 36 ermöglicht.In the embodiment of Figures 1 to 3, the closed position of the valve member 42 is a middle position. The valve member 42 is acted upon by two spring units 46 in opposite axial directions and is held in the closed position or middle position by the balance of forces of the two spring units 46. With a corresponding actuating force, the valve member 42 can thus be displaced in both directions of movement 15, 16 relative to the working piston 5. A corresponding displacement causes the control valve 35 to open in both directions of movement by displacing the closure part 43 relative to the counterpart part 44, thereby releasing a flow cross-section 47 of the relief channel 46, which allows fluid to flow through the relief channel 36.
Die Anordnung ist so getroffen, daß der vom Steuerventil 35 zur Verfügung gestellte Strömungsquerschnitt 47 variabel ist und insbesondere proportional von der Auslenkung des Ventilgliedes 42 abhängt. Je weiter das Ventilglied 42 aus der Schließstellung in eine der beiden möglichen Bewegungsrichtungen verlagert wird, umso größer ist der geöffnete geometrische Querschnitt, der ein Hindurchströmen des Druckmediums erlaubt.The arrangement is such that the flow cross-section 47 provided by the control valve 35 is variable and, in particular, depends proportionally on the deflection of the valve member 42. The further the valve member 42 is displaced from the closed position into one of the two possible directions of movement, the larger the open geometric cross-section is, which allows the pressure medium to flow through.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 4 und 5 ist die in Figur 4 gezeigte Schließstellung des Ventilgliedes 42 eine von zwei möglichen Endstellungen. Die Federeinrichtung 45 umfaßt lediglich eine Federeinheit 46, die das Ventilglied 42 in die der Schließstellung entsprechende Endstellung vorspannt. Unter Überwindung der Federkraft läßt sich das Ventilglied 42 in einer Axialrichtung auslenken, wobei ein aus Figur 5 ersichtlicher Strömungsquerschnitt 47 des Entlastungskanals 36 freigegeben wird, dessen Größe stufenlos vom Verschiebeweg des Ventilgliedes 42 abhängt.In the embodiment according to Figures 4 and 5, the closed position of the valve member 42 shown in Figure 4 is one of two possible end positions. The spring device 45 comprises only a spring unit 46, which preloads the valve member 42 into the end position corresponding to the closed position. By overcoming the spring force, the valve member 42 can be deflected in an axial direction, whereby a flow cross-section 47 of the relief channel 36, which can be seen in Figure 5, is released, the size of which depends continuously on the displacement path of the valve member 42.
Die zur Betätigung des Ventilgliedes 42 erforderliche Stellkraft liefert erfindungsgemäß ein Trägheitskörper 48. Er hat eine in Abstimmung mit der Federkraft gewählte träge Masse. Der Trägheitskörper 48 ist in oder an der Bewegungseinheit 48 axial verlagerbar angeordnet, wobei er vorzugsweise in Baueinheit mit dem Ventilglied 42 ausgebildet ist. Dies trifft für alle gezeigten Ausführungsbeispiele zu.According to the invention, the actuating force required to actuate the valve member 42 is provided by an inertia body 48. It has an inertial mass selected in coordination with the spring force. The inertia body 48 is arranged in or on the movement unit 48 so that it can be displaced axially, and is preferably designed as a structural unit with the valve member 42. This applies to all of the embodiments shown.
Der Trägheitskörper 48 ist durch Federkraft in einer Grundstellung gehalten, die beispielsgemäß der Schließstellung des Ven-The inertia body 48 is held in a basic position by spring force, which corresponds, for example, to the closed position of the valve.
tilgliedes 42 entspricht, wobei die Federkraft von der geschilderten Federeinrichtung 45 geliefert wird.valve member 42, the spring force being supplied by the spring device 45 described.
Bei der ungebremsten normalen Bewegung der Bewegungseinheit 8 verharrt der Trägheitskörper 48 bzw. das Ventilglied 42 unter Einwirkung der Federkraft in der Grund- bzw. Schließstellung. Die Verlagerungsgeschwindigkeit des Trägheitskörpers 48 und der Bewegungseinheit 8 ist hierbei identisch. Wird allerdings die Bewegungseinheit 8 durch Erreichen der Dämpfungsposition abgebremst, führt dies aufgrund der Massenträgheit des Trägheitskörpers 48 zu einer Relativbewegung bezüglich der Bewegungseinheit 8 in der Arbeitsrichtung 23, wobei die herrschende Trägheitskraft der Federkraft entgegenwirkt und die betreffende Federeinheit 46 komprimiert. Die Relativbewegung des Trägheitskörpers 48 bewirkt ein Verlagern des Ventilgliedes 42 aus der Schließstellung in eine Offenstellung, wobei der Öffnungsgrad des Steuerventils von der wirkenden Trägheitskraft und somit proportional von der Verzögerung der Bewegungseinheit 8 abhängt. Je stärker abgebremst wird, desto größer ist der dem Druckmedium zur Verfügung gestellte Strömungsquerschnitt 47 des Entlastungskanals 36.During the unbraked normal movement of the movement unit 8, the inertia body 48 or the valve member 42 remains in the basic or closed position under the influence of the spring force. The displacement speed of the inertia body 48 and the movement unit 8 is identical. However, if the movement unit 8 is braked by reaching the damping position, this leads to a relative movement with respect to the movement unit 8 in the working direction 23 due to the inertia of the inertia body 48, whereby the prevailing inertia force counteracts the spring force and compresses the relevant spring unit 46. The relative movement of the inertia body 48 causes the valve member 42 to move from the closed position to an open position, whereby the degree of opening of the control valve depends on the effective inertia force and thus proportionally on the deceleration of the movement unit 8. The stronger the braking, the larger the flow cross-section 47 of the relief channel 36 made available to the pressure medium.
Das sich öffnende Steuerventil 35 bewirkt ein Überströmen von Druckmedium aus der Verdrängungskammer 24 in die von der anderen Zylinderkammer 14 gebildete Gegenkammer des Gehäuses 2. Im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der das durch den Entlastungskanal 3 6 strömende Druckmedium an die Umgebung abgegeben wird - beispielsweise durch einen in der Kolbenstange 7 ausgebildeten Kanal hindurch - führt das Überströmen des Druckmedi-The opening control valve 35 causes an overflow of pressure medium from the displacement chamber 24 into the counter chamber of the housing 2 formed by the other cylinder chamber 14. In comparison to a design in which the pressure medium flowing through the relief channel 36 is released into the environment - for example through a channel formed in the piston rod 7 - the overflow of the pressure medium
ums in die andere Zylinderkammer 14 zu'einer erheblichen Reduzierung des Geräuschniveaus und zur Erhöhung der Laststeifigkeit des Systems während der Verzögerungsphase.into the other cylinder chamber 14, resulting in a significant reduction in the noise level and an increase in the load stiffness of the system during the deceleration phase.
Die grundsätzliche Einstellung der Dämpfungscharakteristik der Verzögerungsvorrichtung geschieht durch geeignete Abstimmung der Federkraft und der tragen Masse des beim Ausführungsbeispiel vom Ventilglied 42 gebildeten Trägheitskörpers 48. Einstellungen im Betrieb sind nicht erforderlich. Das Dämpfungssystem stellt sich in Abhängigkeit von der auftretenden Verzögerung selbständig ein, unabhängig von während des Betriebes auftretenden Druckschwankungen, Veränderungen der bewegten Massen oder Geschwindigkeitsänderungen.The basic setting of the damping characteristics of the deceleration device is done by suitable adjustment of the spring force and the load-bearing mass of the inertia body 48 formed by the valve member 42 in the embodiment. Adjustments during operation are not necessary. The damping system adjusts itself depending on the deceleration occurring, independently of pressure fluctuations, changes in the moving masses or changes in speed that occur during operation.
Es wäre denkbar, den Trägheitskörper 48 als separates Teil auszubilden und fest mit dem Ventilglied 42 zu verbinden. Auf diese Weise könnte ein standardmäßig bereitgestelltes Ventilglied 42 entsprechend den vorgesehenen Einsatzbedingungen nach Wahl mit einem Trägheitskörper unterschiedlicher träger Masse ausgestattet werden. Ein separater Trägheitskörper 48' ist in Figur 4 bei 48' angedeutet, wobei die gestrichelte Linie den Verbindungsbereich zwischen dem Trägheitskörper und dem Ventilglied andeuten soll.It would be conceivable to design the inertia body 48 as a separate part and to connect it firmly to the valve member 42. In this way, a valve member 42 provided as standard could be optionally equipped with an inertia body of different inertial mass depending on the intended conditions of use. A separate inertia body 48' is indicated in Figure 4 at 48', with the dashed line indicating the connection area between the inertia body and the valve member.
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, den Trägheitskörper 48 als völlig separaten Körper auszubilden, der über eine geeignete Bewegungs-Übertragungseinrichtung mit dem Ventilglied 42 zusammenwirkt. Die unmittelbare Anbringung des Trägheitskörpers 48 am Ventilglied 42 oder gar die Ausgestaltung als BaueinheitIn principle, it would also be conceivable to design the inertia body 48 as a completely separate body that interacts with the valve member 42 via a suitable motion transmission device. The direct attachment of the inertia body 48 to the valve member 42 or even the design as a structural unit
bietet allerdings den Vorteil eines besonders einfachen Aufbaus bei Einhaltung äußerst kompakter Abmessungen.However, it offers the advantage of a particularly simple structure while maintaining extremely compact dimensions.
Die Ausgestaltung des Entlastungskanals 36 als Überströmkanal hat außerdem den Vorteil, daß ein und derselbe Kanal bei beiden Bewegungsrichtungen der Bewegungseinheit 8 im Verzögerungsfalle wirksam sein kann. Es ändert sich lediglich die Strömungsrichtung des durch ihn hindurchströmenden Druckmediums.The design of the relief channel 36 as an overflow channel also has the advantage that one and the same channel can be effective in both directions of movement of the movement unit 8 in the event of a deceleration. Only the flow direction of the pressure medium flowing through it changes.
Die Figur 2 zeigt eine Momentaufnahme der Dämpfungsphase, wobei die Betriebsgeschwindigkeit der Bewegungseinheit 8 nicht sehr groß ist. Die in der Dämpfungsphase wirkenden Trägheitskräfte sind daher relativ gering und das Ventilglied 42 wird nur geringfügig ausgelenkt, so daß der zum Überströmen des Druckmediums zur Verfugung gestellte Strömungsquerschnitt 47 verhältnismäßig klein ist.Figure 2 shows a snapshot of the damping phase, where the operating speed of the movement unit 8 is not very high. The inertia forces acting in the damping phase are therefore relatively low and the valve member 42 is only slightly deflected, so that the flow cross section 47 provided for the pressure medium to flow over is relatively small.
Die Figur 3 zeigt eine Momentaufnahme der Dämpfungsphase mit im Vergleich zur Figur 2 erheblich größerer Betriebsgeschwindigkeit der Bewegungseinheit 8. Da die hierbei in der Dämpfungsphase auftretenden Verzögerungswerte erheblich größer sind, stellen sich entsprechend größere Trägheitskräfte ein, die das Ventilglied 42 in eine Offenstellung verlagern, bei der der dem Druckmedium zum Überströmen aus der Verdrängungskammer 24 in die entgegengesetzte Zylinderkammer 14 zur Verfügung gestellte Strömungsquerschnitt 47 wesentlich größer ist, so daß auch ein entsprechend schnellerer Druckabbau erfolgen kann, der ein Überschwingen der Bewegungseinheit 8 vermeidet.Figure 3 shows a snapshot of the damping phase with a considerably higher operating speed of the movement unit 8 compared to Figure 2. Since the deceleration values occurring in the damping phase are considerably greater, correspondingly greater inertia forces arise, which shift the valve member 42 into an open position in which the flow cross-section 47 made available to the pressure medium for overflowing from the displacement chamber 24 into the opposite cylinder chamber 14 is considerably larger, so that a correspondingly faster pressure reduction can also take place, which prevents the movement unit 8 from overshooting.
Die Ausführungsform gemäß Figuren 4 und 5 sieht ergänzend Mittel vor, bei denen die das Ventilglied 42 in Richtung der Grundstellung beaufschlagende Federkraft eine zusätzliche wegabhängige Komponente hat. Die Federeinrichtung 45 stützt sich einerseits an dem Ventilglied 42 ab und andererseits an einer Abstützpartie 52 der Bewegungseinheit 8. An der Abstützpartie 52 greift ein axial verschieblicher Stößel 53 an, der über die der Anschlagfläche 18 zugewandte Stirnfläche 17 des Arbeitskolbens 5 axial hinausragt.The embodiment according to Figures 4 and 5 additionally provides means in which the spring force acting on the valve member 42 in the direction of the basic position has an additional path-dependent component. The spring device 45 is supported on the one hand on the valve member 42 and on the other hand on a support section 52 of the movement unit 8. An axially displaceable tappet 53 engages the support section 52 and projects axially beyond the end face 17 of the working piston 5 facing the stop surface 18.
Zu Beginn der Dämpfungsphase stellen sich die bereits geschilderten Verhältnisse ein. Kurz vor Erreichen der Bewegungsendlage läuft jedoch der Stößel 53 auf der Anschlagfläche 18 auf und wird entgegen der Arbeitsrichtung 23 relativ zum Arbeitskolben 5 verlagert, wobei er in diesen einfährt. Hierbei verlagert sich auch die Abstützpartie 52, so daß die Federeinrichtung 45 eine zusätzliche Vorspannung erfährt, so daß während die der Trägheitskraft entgegengesetzte Federkraft verstärkt wird. Dies bewirkt ein Verhärten des Systems gegen Ende der Dämpfungsstrecke und verändert die Dynamik des Ventilgliedes.At the beginning of the damping phase, the conditions already described arise. Shortly before reaching the end position of the movement, however, the tappet 53 runs onto the stop surface 18 and is displaced relative to the working piston 5 in the opposite direction to the working direction 23, whereby it moves into the latter. In the process, the support section 52 also displaces, so that the spring device 45 experiences additional preload, so that the spring force opposing the inertia force is increased. This causes the system to harden towards the end of the damping section and changes the dynamics of the valve element.
Weitere Einflußnahmen sind möglich durch den Einsatz von Federeinrichtungen mit bestimmten Kennlinien. So können Federeinrichtungen mit linear, progressiver oder degressiver Kennlinie, je nach zu erwartendem Anwendungsfall, eingesetzt werden.Further influences are possible through the use of spring devices with specific characteristics. Spring devices with linear, progressive or degressive characteristics can be used, depending on the expected application.
In an sich bekannter Weise sind zweckmäßigerweise Maßnahmen getroffen, die für einen ständigen Ausgleich der an dem Ventilglied 42 angreifenden fluidischen Druckkräfte sorgen. DadurchIn a manner known per se, appropriate measures are taken to ensure that the fluid pressure forces acting on the valve member 42 are constantly balanced.
sind vom Systemdruck abhängige Einflußnahmen auf das Schaltverhalten ausgeschlossen.Influences on the switching behavior that depend on the system pressure are excluded.
Wie schon erwähnt, wirkt die Ausgestaltung gemäß Figuren 4 und 5 nur bei einer der beiden möglichen Bewegungsrichtungen 15, 16 der Bewegungseinheit 8. Soll hier auch in entgegengesetzter Bewegungsrichtung eine erfindungsgemäße Verzögerung erfolgen, wäre wenigstens eine weitere Dämpfungseinheit vergleichbaren Aufbaues in einer um 180° verdrehten Anordnung vorzusehen, die bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung wirksam wird.As already mentioned, the design according to Figures 4 and 5 only works in one of the two possible directions of movement 15, 16 of the movement unit 8. If a deceleration according to the invention is also to take place in the opposite direction of movement, at least one further damping unit of comparable construction would have to be provided in an arrangement rotated by 180°, which becomes effective in the opposite direction of movement.
Es wäre durchaus möglich, über den Umfang des Arbeitskolbens 5 verteilt eine größere Anzahl von Dämpfungseinheiten der anhand der Figuren 4 und 5 beschriebenen Art mit teilweise inverser Ausrichtung vorzusehen, insbesondere um die insgesamt zur Verfugung stehenden Strömungsquerschnitte der dann vorhandenen mehreren Entlastungskanäle 3 6 zu vergrößern.It would certainly be possible to provide a larger number of damping units of the type described in Figures 4 and 5 with a partially inverse orientation, distributed over the circumference of the working piston 5, in particular in order to increase the total available flow cross-sections of the then existing multiple relief channels 3 6.
Die Ausgestaltung gemäß Figuren 1 bis 3 hat hier den Vorteil, daß durch die gewählte Ausgestaltung in beiden Strömungsrichtungen große maximale Strömungsquerschnitte 47 zur Verfügung stehen. Im speziellen Fall ist das Ventilglied 42 als koaxial zur Längsachse 6 angeordneter Ringkörper 54 ausgebildet, der in einer ringförmigen Aufnahmekammer 55 des Arbeitskolbens 5 axial verschiebbar angeordnet ist. In dieser Aufnahmekammer 55 ist auch die Federeinrichtung 45 untergebracht, deren beiden Federeinheiten 46 unter koaxialer Ausrichtung axial aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei sie mit ihren einander zugewandten Federenden 56 eine Partie des Ventilgliedes 42 beaufschlagenThe design according to Figures 1 to 3 has the advantage that the selected design provides large maximum flow cross-sections 47 in both flow directions. In this specific case, the valve member 42 is designed as an annular body 54 arranged coaxially to the longitudinal axis 6, which is arranged axially displaceably in an annular receiving chamber 55 of the working piston 5. The spring device 45 is also housed in this receiving chamber 55, the two spring units 46 of which are arranged axially one after the other in a coaxial alignment, with their mutually facing spring ends 56 acting on a section of the valve member 42.
und mit ihren einander entgegengesetzten Federenden 57 an Abstützpartien 52 abgestützt sind, die beispielsgemäß von den axialseitigen Begrenzungsflächen der Aufnahmekammer 55 gebildet sind.and are supported with their opposing spring ends 57 on support parts 52, which are formed, for example, by the axial-side boundary surfaces of the receiving chamber 55.
Der Entlastungskanal 36 ist hier ein koaxial zu dem Ventilglied 42 angeordneter Ringkanal, der radial außerhalb der Aufnahmekammer 55 verläuft. Im Vergleich zu einer Anordnung radial innerhalb der Aufnahmekammer 55 bietet dies einen insgesamt größeren Strömungsquerschnitt.The relief channel 36 is here an annular channel arranged coaxially to the valve member 42, which runs radially outside the receiving chamber 55. In comparison to an arrangement radially inside the receiving chamber 55, this offers an overall larger flow cross-section.
Die Verzögerungsvorrichtung läßt sich, wie gezeigt, sehr gut in einen Arbeitszylinder 1 integrieren. Allerdings wäre es ohne weiteres möglich, die Verzögerungsvorrichtung als externe Einrichtung auszubilden und die Bewegungseinheit 8 über geeignete Verbindungsglieder mit einer beliebigen zu verzögernden Masse zu verbinden oder einfach, im Hubweg eines abzubremsenden bewegten Gegenstandes anzuordnen.As shown, the deceleration device can be very easily integrated into a working cylinder 1. However, it would be perfectly possible to design the deceleration device as an external device and to connect the movement unit 8 to any mass to be decelerated via suitable connecting links or simply to arrange it in the stroke path of a moving object to be braked.
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