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    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Einheit (1), insbesondere ein Pneumatikzylinder, mit einem Zylindergehäuse (2), in dem ein Kolben (3) mit einer Kolbenstange (4) zwischen Endlagen mittels eines Druckmittels axial beweglich geführt ist, dem zumindest an einer Axialseite eine mit dem Zylindergehäuse (2) verbundene Wand (5, 6) zugewandt ist, mit einer zwischen der Wand (5, 6) und dem Kolben (3) ausgebildeten Druckkammer (7, 8), mit mindestens einer Endlagendämpfungsvorrichtung (9a, 9b, 12a, 12b), die ein Dichtelement (9a, 9b) umfasst, das bei Bewegung des Kolbens (3) in eine Endlage eine Druckmittelöffnung (10a, 10b) verschließt, so dass das restliche in der Druckkammer (7, 8) sich befindende Druckmittel durch eine Bypassöffnung (11a, 11b) strömt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die mit mindestens zwei Steifigkeitsbereichen ausgebildete Endlagendämpfungsvorrichtung (9a, 9b, 12a, 12b) an der Wand (5, 6) angeordnet ist, wobei ein dem Kolben (3) zugewandter erster Bereich (12a, 12b) der Enlagendämpfungsvorrichtung (9a, 9b, 12a, 12b) eine größere Steifigkeit als ein dem Kolben (3) abgewandter zweiter Bereich (9a, 9b) aufweist.
    公开号:DE102004029990A1
    申请号:DE200410029990
    申请日:2004-06-21
    公开日:2006-01-12
    发明作者:Norbert Fortmann；Gerrit Staats
    申请人:Rexroth Mecman GmbH；
    IPC主号:F15B15-14
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Einheit, insbesondere einenPneumatik Zylinder, mit einem Zylindergehäuse, in dem ein Kolben miteiner Kolbenstange zwischen Endlagen mittels eines Druckmittelsaxial beweglich geführtist, dem zumindest an einer Axialseite eine mit dem Zylindergehäuse verbundeneWand zugewandt ist, mit einer zwischen der Wand und dem Kolben ausgebildeten Druckkammer,mit mindestens einer Endlagendämpfungsvorrichtung,die ein Dichtelement umfasst, das bei Bewegung des Kolbens in eineEndlage eine Druckmittelöffnungverschließt,so dass das restliche in der Druckkammer sich befindende Druckmittel durcheine Bypassöffnungströmt.
    [0002] Beiderartigen Kolben-Zylinder-Einheiten setzt sich die Hubbewegungdes Kolbens aus einer normalen, ungebremsten Bewegung und einersich daran anschließendenDämpfungsbewegungzusammen. Man erreicht auf diese Weise trotz hoher Kolbengeschwindigkeiteneinen gedämpftenAufprall des Kolbens in seiner oder seinen Endlagen. Hierbei sindderartige Kolben-Zylinder-Einheiten als lineare Antriebseinheitenmeist in Form von standardisierten Serienprodukten erhältlich.Die im Rahmen dieser Erfindung liegenden Kolben-Zylinder-Einheitenkönnensowohl hydraulisch als auch pneumatisch betätigt werden. Kolben-Zylinder-Einheitenwerden überalldort eingesetzt, wo Maschinen- oder Vorrichtungsteile linear zuverstellen sind, wie beispielsweise bei Textilmaschinen oder Verpackungsanlagen.Kolben-Zylinder-Einheiten der hier interessierenden Art weisen alswesentliche Bestandteile einen Kolben auf, der in einem geschlossenenZylindergehäuse durchentsprechende Druckmittelbeaufschlagung längs bewegbar ist, um hierüber eineKraft zu erzeugen. Um die oben genannte Dämpfungsbewegung zu erzielen,sind aus dem Stand der Technik Endlagendämpfungen bekannt, um ein abruptesAuftreffen des Kolbens auf die Wandung der Kolben-Zylinder-Einheit zu vermeiden.Bei einer Endlagendämpfungwird die Geschwindigkeit des Kolbens vor Erreichen einer Endlagenpositiondurch entsprechende Bauteile abgebremst, die meist im Prinzip einezusätzlicheDrosselstelle bilden, durch welche das aus dem Druckmittelzylinderzu verdrängendeDruckmittel hindurchfließenmuss, so dass die gewünschte Verzögerung entsteht.
    [0003] Gemäß der DE 39 20 293 A1 isteine Kolben-Zylinder-Einheit bekannt, die eine Einrichtung zur fluidischenEndlagendämpfungdes Kolbens aufweist. Im Bereich einer Kolbenseite befindet sichein mit dem Kolben verbundenes Verschlussglied. Es wird mit demKolben mitbewegt. Bei Erreichen einer Dämpfungsposition verschließt es einenAbströmkanal,der in einer Abschlusswand der Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildetist. Das im zugeordneten Zylinderraum (Druckkammer) befindlicheFluid muss jetzt durch einen verringerten Abströmquerschnitt abströmen, waseine Dämpfungbewirkt. Währendder Dämpfungsbewegungbehältdas Verschlussglied seine Dämpfungspositionbei und führtim Bezug zum Kolben eine Relativbewegung aus.
    [0004] Ausder DE 101 58 123A1 ist ein Druckmittelzylinder mit einem Zylindergehäuse, indem ein Kolben axial bewegbar untergebracht ist, bekannt, wobeimindestens eine der hierdurch gebildeten Druckkammern mit Mittelnfür eineEndlagendämpfungausgerüstetsind. Hierbei umfassen die Mittel zur Endlagendämpfung ein am Kolben axialbeabstandet angebrachtes und gegenüber diesem axial verschiebbaresDichtelement, das bei Bewegung des Kolbens in eine Endlage ab Erreicheneines durch die axiale Beabstandung des Dichtelements vom Kolben definiertenDämpfungsabstandesX eine im zugeordneten Zylinderdeckel angeordnete korrespondierendeDruckmittelöffnungverschließt,so dass fürdas restliche aus der Druckkammer entweichende Druckmittel nur derdurch eine zweite Bypassöffnungzur Verfügunggestellte verminderte Strömungsquerschnittverbleibt.
    [0005] Einerder Nachteile der oben genannten Vorrichtungen ist, dass das Verschlussgliedbeziehungsweise das Dichtelement am verschiebbaren Kolben angeordnetist, wodurch eine entsprechende Aufnahme für das Verschlussglied beziehungsweisedas Dichtelement am Kolben notwendig ist. Nachteiligerweise kannfolglich der Kolben in seiner geometrischen Größe nicht beliebig weit verkleinertwerden. Des Weiteren erweist es sich als aufwändig, in einer Endlage desKolbens die Druckmittelöffnungbeziehungsweise den Abströmkanalzuverlässigabzudichten.
    [0006] Esist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kolben-Zylinder-Einheitzu schaffen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden,insbesondere eine einfache, kostengünstige und kompakte Einheitentsteht, mit der eine zuverlässigfunktionierende Endlagendämpfungmöglichist.
    [0007] DieAufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dienachfolgenden abhängigen Ansprüche gebenvorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
    [0008] Erfindungsgemäß ist vorgesehen,dass die mit mindestens zwei Steifigkeitsbereichen ausgebildeteEndlagendämpfungsvorrichtungan der Wand angeordnet ist, wobei der dem Kolben zugewandte Bereichder Endlagendämpfungsvorrichtungeine größere Steifigkeitals der dem Kolben abgewandte zweite Bereich aufweist. Während einesBetriebszustandes der Kolben-Zylinder-Einheit weist der Kolben einenAbstand zur Endlagendämpfungsvorrichtung auf.Durch eine Beaufschlagung eines entsprechenden Druckes in der Druckkammerder Kolben-Zylinder-Einheit bewegt sich der Kolben axial innerhalb desZylindergehäusesin Richtung einer Wand. In einer festgelegten Position trifft derKolben auf einen dem Kolben zugewandten ersten Bereich der Endlagendämpfungsvorrichtungauf, der eine größere Steifigkeitals ein dem Kolben abgewandter – beispielsweiseals Dichtelement ausgestalteter – zweiter Bereich aufweist.Aufgrund der durch den Kolben auf die Endlagendämpfungsvorrichtung wirkendenKraft wird der zweite Bereich zusammengedrückt, wobei in einer Endlagedas Dichtelement die Druckmittelöffnungverschließt.Bevor das Dichtelement diese beschriebene Endlage erreicht, strömt das inder Druckkammer sich befindende Druckmittel in einem Bereich entlangdes Dichtelementes zur Druckmittelöffnung und gleichzeitig durchdie Bypassöffnung.Je nähersich das Dichtelement der Druckmittelöffnung nähert, desto geringer ist derDruckmittelstrom, der durch die Druckmittelöffnung strömt. Während der Annäherung desKolbens an die Wand entsteht eine wirkungsvolle Dämpfung desKolbens, wobei der wesentliche Betrag an Dämpfung durch den ersten, eine größere Steifigkeitaufweisenden Bereich bewirkt wird. Nachdem der zweite Bereich (Dichtelement)auf der Druckmittelöffnungabdichtend aufliegt, strömt dasDruckmittel in Richtung Bypassöffnung,wobei ein Aufbau eines Luftpolsters in der sich verengenden Druckkammerentsteht und folglich die Bewegung des Kolbens verlangsamt wird.Beim Belüften derverbleibenden Druckkammer (Kolben befindet sich in Endlage) bewirktdas Dichtelement aufgrund seiner Elastizität, dass die Druckmittelöffnung geöffnet wird,das heißt,dass das Dichtelement aus dem Sitz der Druckmittelöffnung abhebt,wodurch ein ungedrosseltes Befüllender Kolben-Zylinder-Einheit mit dem Druckmittel ermöglicht wird.Aufgrund des geringen Hubes des zweiten Bereiches dichtet das Dichtelementauch zuverlässigohne Führungimmer an derselben Stelle ab, welches einer der wesentlichen Vorteiledieser Erfindung ist. Da das Dichtelement an der Wand erfindungsgemäß angeordnetist, ist der Dichtsitz zwischen Dichtelement und Druckmittelöffnung einfachherzustellen, wodurch gleichzeitig eine kurzbauende Endlagendämpfung erzielt werdenkann. Die Steifigkeit ist hierbei dem Widerstand des jeweiligenBereiches gegen Krafteinwirkungen gleichzusetzen, wobei die Steifigkeitdurch die Federkonstante beschrieben werden kann. Bei dem Druckmittelkann es sich selbstverständlich auchum ein flüssigesMedium – beispielsweiseHydrauliköl – handeln.
    [0009] Beieiner möglichenAusführungsformder Erfindung ist das Dichtelement formschlüssig und/oder kraftschlüssig unmittelbaroder mittelbar an der Wand befestigt. In einer Alternative der Erfindung istdas Dichtelement mittels eines Presssitzes an der Wand angeordnet.Hierbei kann der dem Kolben abgewandte zweite Bereich der Endlagendämpfungsvorrichtungeinen in einer Endlage des Kolbens die Druckmittelöffnung verschließenden Abdichtbereich aufweisen.Durch die wirkende Kraft des Kolbens wird der Abdichtbereich desDichtelementes, der vorzugsweise aus einem Elastomer besteht, derartgegen die Druckmittelöffnunggedrückt,dass ausschließlichdas Druckmittel durch die Bypassöffnung strömen kann.
    [0010] Zweckmäßigerweiseist die Wand mit einer kreisförmigenund/oder ringförmigenAufnahme ausgebildet, in der das Dichtelement befestigt ist. Hierbei kanndie Aufnahme mit der Druckmittelöffnungausgebildet sein. Selbstverständlichsind jedoch in weiteren Ausführungsformenandere geometrische Formen der Aufnahme möglich. Besonders vorteilhaft ist,dass die Aufnahme zum Einen zur Befestigung des Dichtelementes dientund zum Anderen mit der Druckmittelöffnung ausgeführt ist,welches eine kompakte Ausgestaltung der Kolben-Zylinder-Einheitbegünstigt.
    [0011] Damiteine zuverlässigeAbdichtung der Druckmittelöffnungin einer Endlage des Kolbens erzielt werden kann, weist die Wandeine zum Abdichtbereich korrespondierende Abdichtfläche auf.In einer bevorzugten Ausführungsformder Erfindung ist die Abdichtflächevorsprungartig ausgebildet, so dass in der Endlage des Kolbens derAbdichtbereich des Dichtelementes zuverlässig an der Abdichtfläche anliegtund somit die Druckmittelöffnungwirkungsvoll verschließt.Alternativ dazu ist der Abdichtbereich sowie die Abdichtfläche derKolben-Zylinder-Einheit aus der Sicht der axialen Erstreckung desZylindergehäuseskreisförmigausgeführt.
    [0012] Vorzugsweisebesteht das Zylindergehäuse und/oderdie Wand aus einem Metall, beispielsweise aus einem Druckguss ausAluminium. Selbstverständlichkann das Zylindergehäuseund/oder die Wand aus einem Kunststoff bestehen.
    [0013] Ineiner möglichenAusführungsformder Kolben-Zylinder-Einheit umfasst die Endlagendämpfungsvorrichtungeinen Faltenbalg, der einstückigmit dem Dichtelement ausgebildet ist und ausgehend von der Aufnahmesich in die Druckkammer erstreckt. Hierbei entspricht der in dieDruckkammer ragende Bereich des Faltenbalgs dem ersten Bereich derEndlagendämpfungsvorrichtungmit der größeren Steifigkeit.Vorzugsweise ist der Faltenbalg im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet.Entlang der Erstreckung des Faltenbalges in Richtung Kolben weistdie Mantelflächeeinen im Wesentlichen V-förmigenVerlauf auf. Aufgrund dieser Ausgestaltung des Faltenbalges entstehenan der Mantelfläche mehrerezueinander beabstandete Falten. Trifft der Kolben auf den Faltenbalg,wird dieser entlang der Falten zusammengedrückt, wobei der innerhalb des Faltenbalgesangeordnete Abdichtbereich gegen die Abdichtfläche in einer Endlage des Kolbensstößt. In einerbevorzugten Ausführungsformder Erfindung kann der Faltenbalg an der Mantelfläche mehrere Druckausgleichsöffnungenaufweisen.
    [0014] Ineiner weiteren Alternative der Erfindung kann die Endlagendämpfungsvorrichtungeine Art Druckfeder aufweisen, die an einer Seite an dem Dichtelementbefestigt ist und ausgehend vom Dichtelement sich in die Druckkammererstreckt. Die Druckfeder weist hierbei den ersten Bereich der Endlagendämpfungsvorrichtungmit der größeren Steifigkeitauf. Wie bereits bei dem Faltenbalg beschrieben, wird während derHubbewegung des Kolbens zunächstdas Dichtelement aufgrund seiner geringeren Steifigkeit zusammengedrückt bisdas Dichtelement an der Druckmittelöffnung anliegt. Anschließend erfolgteine stärkereDämpfungder Kolbenbewegung aufgrund der Feder. Vorzugsweise umfasst dasDichtelement eine Nut, in der die eine Seite der Druckfeder aufgenommenist.
    [0015] Ineiner weiteren Ausgestaltungsalternative kann die Endlagendämpfungsvorrichtungeinen Hohlzylinder aus Schaumstoff aufweisen, der an dem Dichtelementbefestigt ist und ausgehend vom Dichtelement sich in die Druckkammererstreckt. Der Hohlzylinder kann beispielsweise auf das Dichtelementaufgeklebt sein. Einer der Vorteile eines Hohlzylinders aus Schaumstoffist, dass durch seine Hohlraumstruktur dieser im verpressten Zustandnur einen sehr kleinen Bauraum benötigt.
    [0016] DieEndlagendämpfungsvorrichtungkann ebenfalls einen Magneten aufweisen, der der Druckkammer zugewandtist. Der Magnet kann beispielsweise auf das Dichtelement angespritzt,aufgesteckt oder angeklebt sein. In einer weiteren Ausführungsalternativekann das Dichtelement und der Magnet einstückig aus einem elastomerenMagneten bestehen. Ebenfalls ist es denkbar, den Magneten als elektrischeSpule auszubilden. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung weistder Kolben ebenfalls einen Magneten auf, wobei der Magnet am Dichtelement entgegengesetztgepolt ist.
    [0017] WeitereVorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich ausder nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungenverschiedene Ausführungsbeispiele derErfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen undin der Beschreibung erwähntenMerkmale jeweils einzeln fürsich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Inder Zeichnung zeigt:
    [0018] 1 eineschematische Darstellung der Kolben-Zylinder-Einheit,
    [0019] 2 einevergrößerte Darstellungder Kolben-Zylinder-Einheit mit einer Endlagendämpfungsvorrichtung, die eineFaltenbalg aufweist,
    [0020] 3 eineweitere Ausführungsformder Kolben-Zylinder-Einheit mit einer Endlagendämpfungsvorrichtung, die eineDruckfeder aufweist,
    [0021] 4 einealternative Ausgestaltung der Kolben-Zylinder-Einheit mit einerEndlagendämpfungsvorrichtung,die einen Hohlzylinder aus Schaumstoff umfasst und
    [0022] 5 eineweitere alternative Kolben-Zylinder-Einheit mit einer Endlagendämpfungsvorrichtung,die einen Magneten aufweist.
    [0023] In 1 isteine Kolben-Zylinder-Einheit 1 dargestellt, die einen Pneumatikzylinderdarstellt.
    [0024] DieKolben-Zylinder-Einheit weist ein Zylindergehäuse 2 auf, in demein Kolben 3 mit einer Kolbenstange 4 zwischenEndlagen mittels eines Druckmittels axial beweglich geführt ist.Das Zylindergehäuse 2 istan der linken Seite durch einen Boden 5 und an der rechtenSeite durch eine Deckel 6 weitestgehend verschlossen. DerBoden 5 ist mit einer Druckmittelöffnung 10a und einerBypassöffnung drosselbare 11a ausgeführt. DesWeiteren weist der Boden 5 eine Endlagendämpfungsvorrichtung 9a, 12a auf,die einen ersten Bereich 12a, der dem Kolben 3 zugewandtist, und einen dem Kolben 3 abgewandten zweiten Bereich 9a aufweist.Der erste Bereich 12a hat erfindungsgemäß eine größere Steifigkeit als der zweiteBereich 9a.
    [0025] Wieder Boden 5 ist auch der Deckel 6 mit einer Druckmittelöffnung 10b undeiner Bypassöffnung 11b ausgebildet.Ferner ist eine zweite Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b amZylinderdeckel 6 befestigt. Zwischen dem Kolben 3 unddem Boden 5 sowie zwischen dem Kolben 3 und demDeckel 6 befindet sich jeweils eine Druckkammer 7, 8.
    [0026] DieWirkungsweise der Kolben-Zylinder-Einheit 1 beschreibtsich wie folgt: Durch das in der Druckkammer 7, 8 enthalteneDruckmittel kann der Kolben 3 in verschiedene Endlagenaxial bewegt werden. Wird durch die entsprechende Druckwahl in denDruckkammern 7 oder 8 der Kolben 3 ausder in 1 dargestellten Lage in Richtung Boden 5 bewegt,trifft der Kolben 3 zunächstauf den ersten Bereich 12a der Endlagendämpfungsvorrichtung 9a, 12a.Da der erste Bereich 12a eine größere Steifigkeit als der zweiteBereich 9a aufweist, wird zunächst der zweite Bereich 9a aufgrundder wirkenden Kraft zusammengedrückt.Wie in 1 deutlich zu erkennen ist, weist der zweite Bereich 9a einDichtelement auf, das als eine Art Platte rein schematisch dargestelltist. Währendder Hubbewegung des Kolbens 3 wird das Dichtelement 9a inRichtung Boden 5 bewegt, wobei es in einer Endlage denBoden 5 beziehungsweise die Druckmittelöffnung 10a abdichtet. Bevordas Dichtelement 9a währendder Hubbewegung des Kolbens 3 sich in Schließstellungbefindet, strömtdas Druckmittel durch die Druckmittelöffnung 10a sowie durchdie drosselbare Bypassöffnung 11a. Istdie Druckmittelöffnung 10a durchdas Dichtelement 9a verschlossen, gelangt das Druckmittelaus der Druckkammer 7 nur durch die drosselbare Bypassöffnung 11a ausder Kolben-Zylinder-Einheit 1. Während diesesauf der Bodenseite 5 wirkenden Entlüftungsvorganges wird eine wirkungsvolleEndlagendämpfungdes Kolbens 3 durch die Endlagendämpfungsvorrichtung 9a, 12a mittelseines entstehenden Druckluftpolsters erzielt.
    [0027] Gleichzeitigfindet auf der Deckelseite 6 eine Belüftung der Druckkammer 8 statt.Um den Kolben 3 von einer Endlage am Boden 5 zueiner anderen Endlage am Deckel 6 (wie in 1 dargestellt)zu befördern,findet bodenseitig eine Belüftungder Druckkammer 7 und deckelseitig eine Entlüftung der Druckkammer 8 statt.Die Wirkungsweise der Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b (Deckel)entspricht der soeben beschriebenen Endlagendämpfungsvorrichtung 9a, 12a (Boden),so dass auf eine detaillierte Funktionsweise der Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b nichtnäher eingegangenwird.
    [0028] 2 zeigteine möglichedeckelseitige Ausgestaltung der Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b derKolben-Zylinder-Einheit 1. Selbstverständlich sind die in 2 bis 5 dargestelltenAlternativen der Endlagendämpfungsvorrichtungen 9b, 12b ebenfallsauf eine bodenseitige Endlagendämpfungsvorrichtung 9a, 12a beziehbar.Gemäß 2 weistdie Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b einenFaltenbalg 9b, 12b auf, wobei der erste Bereich 12b,der in die Druckkammer 8 ragt eine größere Steifigkeit aufweist alsder zweite Bereich 9b, der als Dichtelement 9b ausgestaltetist. Der Faltenbalg 9b, 12b besteht aus einemElastomer und weist einen Abdichtbereich 13 auf. Im dargestelltenAusführungsbeispielist der Faltenbalg 9b, 12b an der der Druckkammer 8 abgewandtenSeite am Deckel 6 in einer Aufnahme 14 eingepresst.Hierbei ist die Aufnahme 14 ringförmig im Deckel 6 ausgebildet.Im Bereich des Dichtelementes 9b beziehungsweise des Abdichtbereiches 13 isteine Druckmittelöffnung 10b ausgeführt, durchdie das in der Druckkammer 8 sich befindende Druckmittelaus der Kolben-Zylinder-Einheit 1 entlüftet werden kann. Die Belüftung findet selbstverständlich aufdemselben Wege nur umgekehrt statt.
    [0029] DerDeckel 6 weist des Weiteren eine zum Abdichtbereich 13 korrespondierendeAbdichtfläche 15 auf.Im dargestellten Ausführungsbeispielist die Abdichtfläche 15 vorspruchartigausgebildet. Andere Ausgestaltungsformen der Abdichtfläche 15 sind selbstverständlich ebenfallsdenkbar.
    [0030] DasGehäuse 6 istmit einer Bypassöffnung 11b miteiner dahinter innerhalb des Deckels angeordneten Drosselschraube 17 ausgebildet.Durch die Drosselschraube 17 kann hierbei der durch dieBypassöffnung 11b strömende Druckmittelstromvariiert werden. Alternative Mittel zur Variation dieses Druckmittelstromesinnerhalb der Bypassleitung sind ebenfalls denkbar.
    [0031] DerBoden 6 ist mit einem Lager 19 ausgebildet, durchden die nicht dargestellte Kolbenstange führbar ist. Bei dieser Ausführungsformder Erfindung ist das Lager 19 mit dem Deckel 6 einstückig ausgebildet.Wie deutlich in 2 zu erkennen ist, ist die Druckmittelöffnung 10b geöffnet, sodass eine Endlüftungund eine Belüftungder Druckkammer 8 über dieDruckmittelöffnung 10b sowiedie Bypassöffnung 11b erfolgenkann. Wird nun der Faltenbalg 9b, 12b durch dennicht dargestellten Kolben 3 in Richtung Deckel 6 zusammengedrückt, bewegtsich der zweite Bereich 9b mit dem Abdichtbereich 13 inRichtung Abdichtfläche 15.In einer bestimmten Stellung des Abdichtbereiches 13 istdie Druckmittelöffnung 10b zuverlässig verschlossen,so dass lediglich das Druckmittel durch die Bypassöffnung 11b strömen kann.Im abgedichteten Zustand der Druckmittelöffnung 11b bildetsich ein Ringkanal, der durch den Abdichtbereich 13, durchdie Abdichtfläche 15 und durchden Deckel 6 begrenzt ist. Dieser Ringkanal ist an einerSeite mit der Bypassöffnung 11b verbunden, sodass das durch die Bypassöffnung 11b strömende Druckmittel über denRingkanal zum Druckmittelanschluss 18 strömen kann.Dieser beschriebene Strömungswegwährenddes Endlüftungsvorgangeserfolgt selbstverständlichauch bei der Belüftungder Kolben-Zylinder-Einheit 1. Der Faltenbalg 9b, 12b ist imWesentlichen zylinderförmigausgestaltet mit einer in Richtung Kolben 3 gerichteten Öffnung 20,durch die die Kolbenstange 4 führbar ist.
    [0032] 3 zeigteine weitere Alternative der Kolben-Zylinder-Einheit 1.Hierbei weist die Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b eineDruckfeder 12b auf, die an einer Seite an dem Dichtelement 9b befestigtist und ausgehend vom Dichtelement 9b sich in die Druckkammer 8 erstreckt.Das Dichtelement 9b ist ferner mit einer Nut 16 ausgebildet,in der die eine Seite der Druckfeder 12b aufgenommen ist.Der Zylinder 6 ist mit einer Druckmittelöffnung 10b undeiner Bypassöffnung 11b ausgebildet,wobei der Druckmittelstrom durch die Bypassöffnung 11b durch eine Drosselschraube 17,wie bereits bezüglich 2 beschrieben,variiert werden kann. Währenddes Entlüftungs-und Belüftungsvorgangesströmtdas Druckmittel entlang der Aufnahme 14 über dieDruckmittelöffnung 10b inden Druckmittelanschluss 18 und umgekehrt sowie über dieBypassöffnung 11b.Um eine zuverlässigeAbdichtung der Druckmittelöffnung 10b zuerreichen, ist das Dichtelement 9b mit einem keilförmigen Abdichtbereich 13 ausgebildet.Wirkt eine entsprechende Druckkraft auf die Druckfeder 12b,so knickt der Abdichtbereich 13 in Richtung Druckmittelöffnung 10b abund verschließtin einer Stellung die Öffnung 10b.Im abgedichteten Zustand bildet die Druckmittelöffnung 10b einen Ringkanal(wie bereits in 2 beschrieben), durch den dasDruckmittel von der Bypassöffnung 11b zumDruckmittelanschluss 18 gelangen kann. Die Druckfeder 12b weist eineentsprechende Federkonstante auf, die derart hoch ist, dass dasDichtelement 9b bei einer auf die Druckfeder 12b wirkendenKraft zuerst eingedrückt wird.Ferner ist ein Lager 19 zur Führung der nicht dargestelltenKolbenstange 4 am Deckel angeordnet. Wie auch in den 4 und 5 istdas Lager in 3 im Deckel 6 eingepresst.Das Lager 19 weist an dem dem keilförmigen Abdichtbereich 13 zugewandtenBereich eine Art Abrollflächeauf, damit das Dichtelement 9b im verschlossenen Zustandzuverlässigdie Druckmittelöffnung 10b abschließt.
    [0033] DieFunktionsweise der Kolben-Zylinder-Einheit 1 aus 4 entsprichtder der in 3 bereits beschriebenen. Anstelleder Druckfeder wird jedoch in diesem Ausführungsbeispiel ein Hohlzylinder 12b ausSchaumstoff verwendet, der am Dichtelement 9b klebend befestigtist. Der aus Schaumstoff bestehende Hohlzylinder 12b weisteine höhereSteifigkeit auf als das Dichtelement 9b, das an einer Seitein einer Nut des Lagers 19 befestigt ist. Auch dieses Dichtelement 9b weisteinen keilförmigenAbdichtbereich 13 auf, der in einer Endlage des nicht dargestellten Kolbensdie Druckmittelöffnung 10b zuverlässig verschließt. Wiein 2 und 3 ist das Dichtelement 9b innerhalbder Aufnahme 14 angeordnet.
    [0034] 5 zeigteine weitere Alternative einer Kolben-Zylinder-Einheit 1 miteiner Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b.Hierbei umfasst das Dichtelement einen Magneten 12b. Aufgrundeines vom nicht dargestellten Kolben 3 wirkenden entgegengesetztenMagnetfeldes kann das Dichtelement 9b in Richtung Druckmittelöffnung 10b gedrückt werden. Verglichenzu den in 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen,zeichnet sich diese Kolben-Zylinder-Einheit 1 durch einekompakte Bauform aus. Die Funktionsweise der Kolben-Zylinder-Einheit 1 beziehungsweiseder Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b entsprichtder Funktionsweise aus 2 bis 4.
    [0035] Diebeschriebenen Endlagendämpfungsvorrichtungen 9b, 12b ander Deckelseite 6 der Kolben-Zylinder-Einheit 1 sindselbstverständlichebenfalls auf der Bodenseite 5 abwendbar. Hierbei können diebeschriebenen Endlagendämpfungsvorrichtungen 9b, 12b miteinandervariiert werden. Das bedeutet, dass eine Endlagendämpfungsvorrichtung 9a, 12a amBoden 5 mit einer Druckfeder 12a und eine Endlagendämpfungsvorrichtung 9b, 12b amDeckel 6 mit einem Hohlzylinder 12b realisiertwerden kann.
    1 Kolben-Zylinder-Einheit 2 Zylindergehäuse 3 Kolben 4 Kolbenstange 5 Wand,Boden 6 Wand,Deckel 7 Druckkammer 8 Druckkammer 9a Dichtelement 9b Dichtelement 10a Druckmittelöffnung 10b Druckmittelöffnung 11a Bypassöffnung 11b Bypassöffnung 12a ersterBereich der Endlagendämpfungsvorrichtung 12b zweiterBereich der Endlagendämpfungsvorrichtung 13 Abdichtbereich 14 Aufnahme 15 Abdichtfläche 16 Nut 17 Drosselschraube 18 Druckmittelanschluss 19 Lager 20 Öffnung (Faltenbalg)
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Kolben-Zylinder-Einheit (1), insbesondereein Pneumatikzylinder, mit einem Zylindergehäuse (2), in dem einKolben (3) mit einer Kolbenstange (4) zwischenEndlagen mittels eines Druckmittels axial beweglich geführt ist,dem zumindest an einer Axialseite eine mit dem Zylindergehäuse (2)verbundene Wand (5, 6) zugewandt ist, mit einerzwischen der Wand (5, 6) und dem Kolben (3)ausgebildeten Druckkammer (7, 8), mit mindestenseiner Endlagendämpfungsvorrichtung(9a, 9b, 12a, 12b), die ein Dichtelement(9a, 9b) umfasst, das bei Bewegung des Kolbens(3) in eine Endlage eine Druckmittelöffnung (10a, 10b)verschließt,so dass das restliche in der Druckkammer (7, 8)sich befindende Druckmittel durch eine Bypassöffnung (11a, 11b)strömt, dadurchgekennzeichnet, dass die mit mindestens zwei Steifigkeitsbereichenausgebildete Endlagendämpfungsvorrichtung(9a, 9b, 12a, 12b) an der Wand(5, 6) angeordnet ist, wobei ein dem Kolben (3) zugewandtererster Bereich (12a, 12b) der Endlagendämpfungsvorrichtung(9a, 9b, 12a, 12b) eine größere Steifigkeitals ein dem Kolben (3) abgewandter zweiter Bereich (9a, 9b)aufweist.
    [2] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch1, dadurch gekennzeichnet, dass der das Dichtelement (9a, 9b)aufweisende zweite Bereich (9a, 9b) formschlüssig und/oderkraftschlüssigunmittelbar oder mittelbar an der Wand (5,6) befestigtist.
    [3] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Kolben (3)abgewandte zweite Bereich (9a, 9b) der Endlagendämpfungsvorrichtung(9a, 9b, 12a, 12b) einen ineiner Endlage des Kolbens (3) die Druckmittelöffnung (10a, 10b)verschließendenAbdichtbereich (13) aufweist.
    [4] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach einem dergenannten Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9a, 9b)aus einem Elastomer besteht.
    [5] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach einem dergenannten Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (5, 6) miteiner kreisförmigenund/oder ringförmigenAufnahme (14) ausgebildet ist, in der das Dichtelement(9a, 9b) befestigt ist.
    [6] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (14) mit derDruckmittelöffnung(10a, 10b) ausgebildet ist.
    [7] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach einem dergenannten Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (5, 6) einezum Abdichtbereich (13) korrespondierende Abdichtfläche (15)aufweist.
    [8] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtfläche (15) vorsprungartigausgebildet ist.
    [9] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach einem dergenannten Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (2) und/oder dieWand (5,6) aus einem Metall und/oder aus einemKunststoff bestehen.
    [10] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach einemder genannten Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagendämpfungsvorrichtung (9a, 9b, 12a, 12b)einen Faltenbalg (9a, 9b, 12a, 12b)umfasst, der einstückigmit dem Dichtelement (9a, 9b) ausgebildet istund ausgehend von der Aufnahme (14) sich in die Druckkammer(7, 8) erstreckt.
    [11] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (9a, 9b, 12a, 12b)an der Mantelflächemehrere Druckausgleichsöffnungenaufweist.
    [12] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch 10oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (9a, 9b, 12a, 12b)im wesentlichen zylinderförmigausgestaltet ist.
    [13] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagendämpfungsvorrichtung(9a, 9b, 12a, 12b) eine Art Druckfeder(12a, 12b) aufweist, die an einer Seite an demDichtelement (9a, 9b) befestigt ist und ausgehendvom Dichtelement (9a, 9b) sich in die Druckkammer(7, 8) erstreckt.
    [14] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch 13,dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9a, 9b)eine Nut (16) umfasst, in der die eine Seite der Druckfeder(12a, 12b) aufgenommen ist.
    [15] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagendämpfungsvorrichtung(9a, 9b, 12a, 12b) einen Hohlzylinder(12a, 12b) aus Schaumstoff aufweist, der an demDichtelement (9a, 9b) befestigt ist und ausgehendvom Dichtelement (9a, 9b) sich in die Druckkammer(7, 8) erstreckt.
    [16] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagendämpfungsvorrichtung(9a, 9b, 12a, 12b) einen Magneten(12a, 12b) aufweist, der der Druckkammer (7, 8)zugewandt ist.
    [17] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch 16,dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (12a, 12b)am Dichtelement (9a, 9b) angeordnet ist.
    [18] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach Anspruch 16und 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (9a, 9b)einstückigmit dem Magneten (12a, 12b) verbunden ist.
    [19] Kolben-Zylinder-Einheit (1) nach einemder genannten Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (5) auf der der Kolbenstange(4) abgewandten Seite als Boden ausgebildet ist, der eine Druckmittel-und Bypassöffnung(10a, 11a) aufweist und an dem eine Endlagendämpfungsvorrichtung (9a, 12a)befestigt ist, und die Wand (6) auf der der Kolbenstange(4) zugewandte Seite als Deckel ausgeführt ist, der eine Druckmittel-und Bypassöffnung (10b, 11b)aufweist und an dem eine Endlagendämpfungsvorrichtung (9b, 12b)befestigt ist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004029990B4|2008-01-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-01-12| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-02-08| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: BOSCH REXROTH PNEUMATICS GMBH, 30880 LAATZEN, DE |
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410029990|DE102004029990B4|2004-06-21|2004-06-21|Kolben-Zylinder-Einheit|DE200410029990| DE102004029990B4|2004-06-21|2004-06-21|Kolben-Zylinder-Einheit|
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