PNEUMATIKZYLINDER MIT ENDLAGENDÄMPFUNG

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pneumatikzylinder mit Endlagendämpfung mit einem Gehäuse in welchem zumindest ein Schubstangenelement mit zumindest einem Dichtelement linear bewegbar gelagert ist, wobei dem Schubstangenelement zumindest eine Dämpferhülse zugeordnet ist, welche in den Endlagen in stirnseitige Lagerelemente eingreift, sowie einer Dämpferhülse oder dessen Lagerung.

[0002] Derartige Pneumatikzylinder sind in vielfälltigster Form und Ausführung im Markt bekannt und gebräuchlich. Sie dienen im wesentlichen zum Bewegen von beliebigen Gegenständen und werden in der Handhabungstechnik heute häufig eingesetzt.

[0003] Innerhalb eines Gehäuses ist ein Schubstangenelement kolbenartig verfahrbar, wobei über endseitige Lagerelemente das Schubstangenelement hin und her bewegebar gelagert ist.

[0004] Heutzutage werden immer höhere Anforderungen an derartige Pneumatikzylinder gestellt. Sie werden permanent schneller betrieben, wobei höhere Kräfte und Lasten aufgenommen werden müssen.

[0005] Dabei ist insbesondere eine Endlagendämpfung problematisch, da bisher in den stirnseitigen Lagerelementen Drosselventile oder dgl. eingesetzt sind, die die entsprechenden Endlagen dämpfen, wenn das Schubstangenelement, insbesondere seine Dämpferhülse in eine entsprechende Lagerung der Lagerelemente eintritt.

[0006] Ferner ist nachteilig, dass bei herkömmlichen Drosseln bzw. Drosselventilen, insbesondere bei grossen Massendifferenzen, die am Schubstangenelement eines Pneumatikzylinders anliegen, im Endlagenbereich Schwingungen auftreten. Ferner sind herkömmliche Zylinder nur sehr begrenzt einsetzbar, was insbesondere die Aufnahme von unterschiedlich grossen Lasten und auch hohe Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen betrifft.

[0007] Zur Endlagendämpfung müssen herkömmliche Drosseln permanent und langwierig bei permanentem Betrieb der Pneumatikzylinder sehr kostenaufwendig nachjustiert werden. Auch beim Ersteinbau eines derartigen Pneumatikzylinders in eine Maschine oder Anlage ist ein langwieriges Justieren der Endlagen erforderlich. Hierzu kann lediglich Fachpersonal eine entsprechende Justierung der Endlagen vornehmen.

[0008] Zudem verursachen entsprechende, zusätzliche Drosselbohrungen, Drosseleinsätze und Drosselkanäle höhere Fertigungskosten, was unerwünscht ist.

[0009] Die GB 2 049 050 beschreibt einen hydraulisch betriebenen Zylinder, in welchem mittels eines flüssigen Arbeitsmediums ein Kolben hin- und herbewegt wird. Eine entsprechende Dämpferhülse weist einen Schlitz zur Endlagendämpfung auf.

[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Pneumatikzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem die genannten Nachteile beseitigt werden und mit welchem insbesondere eine Endlagendämpfung wesentlich verbessert werden soll, wobei zusätzliche Fertigungskosten entfallen und ein Nachjustieren durch kostenintensives Fachpersonal entfallen soll. Zudem sollen höhere Taktzeiten bei gleichbleibender Endlagendämpfung möglich sein. Ein Ersteinbau und ein sofortiges Betreiben soll ohne Fachpersonal und ohne Justage einer Endlage möglich sein.

[0011] Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Merkmale der Patentansprüche 1 und 8.

[0012] Bei der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise in eine äussere Mantelfläche einer Dämpferhülse oder in einer inneren Mantelfläche einer Lagerung der Dämpferhülse eine Einkerbung vorgesehen, die sich in axialer Richtung der Lagerung bzw. der Dämpferhülse erstreckt.

[0013] Über diese Einkerbung lässt sich drosselartig zur Endlagendämpfung der aufgebaute Druck in das Gehäuseinnere entspannen. Hierdurch wird eine Bewegung des Schubstangenelementes in der Endlage gedämpft.

[0014] Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Einkerbung diskontinuierlich in der Mantelfläche der Dämpferhülse oder in deren Lagerung vorzusehen.

[0015] An einer Stirnseite, nahe einer Phase der Dämpferhülse ist die Einkerbung tiefer ausgebildet, als an ihrer anderen Stirnseite, wo sie nahezu in die Mantelfläche überläuft und in diese ausläuft. Gleiches gilt für die Lagerung, sollte in der Lagerung die Einkerbung vorgesehen sein.

[0016] Somit wird eine Expansion der Luft oder des Gases kontinuierlich durch den kleiner werdenden Querschnitt der Einkerbung verringert, was auch eine Bremsbewegung im zunehmenden Endlagenbereich immer stärker fördert.

[0017] Dabei kann die Einkerbung dreieckartig, viereckartig, gewölbt oder querschnittlich andersartig geformt sein.

[0018] Ferner ist daran gedacht auch eine Mehrzahl von Einkerbungen entweder der Dämpferhülse in dessen Mantelfäche zuzuordnen, oder in eine innere Mantelfläche der Lagerung von Dämpferhülsen vorzusehen. Hier sei der Erfindung keine Grenze gesetzt. Vorzugsweise sind die Einkerbungen axial und linear parallel zur Schubstange oder parallel zum Schubstangenelement vorgesehen. Diese können jedoch auch bspw. diagonal oder schlangenartig in der Mantelfläche in Längsrichtung vorgesehen sein. Hierauf soll jedoch die vorliegende Erfindung nicht begrenzt sein.

[0019] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich bei einem Pneumatikzylinder, insbesondere bei dessen Lagerelementen ein Überdruckventil vorgesehen, welches über ein Überdruckkanal mit einem Kompressionsraum, der zwischen Dichtelement, Dämpferhülse, innere Mantelfläche des Gehäuses und einer Stirnfläche der Lagerelemente gebildet ist, in Verbindung steht. Durch das schnelle Beschleunigen bzw. Bewegen des Schubstangenelementes gegen die Stirnfläche des Lagerelementes wird ein Druck erhöht, der zwar in oben beschriebener Weise über die zumindest eine Einkerbung in einen Hohlraum des Lagerelementes expandieren kann, jedoch um Schwingungen, insbesondere beim Endlagendämpfen zu verhindern, lassen sich entstehende Druckspitzen über zumindest ein Überdruckventil abbauen, welches vorzugsweise mittels eines Bypasses mit einer Umgebung oder einem Hohlraum der Lagerelemente in Verbindung steht. Lediglich die Druckspitzen, werden gedämpft, in dem das Überdruckventil bevorzugt kurzzeitig geöffnet wird.

[0020] Es soll jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, eine herkömmliche Dämpferhülse zu verwenden, um mittels eines entsprechenden Überdruckventiles die Endlage zu dämpfen. Daher wird separat durch den nebengeordneten Anspruch zwei Schutz begehrt. Hierdurch lassen sich sehr grosse Massendifferenzen mit ein und demselben Pneumatikzylinder bewegen, wobei eine Endlagendämpfung optimiert ist, ohne dass Schwingungen während der Endlagendämpfung auftreten. Ferner lassen sich sehr hohe Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen des Schubstangenelementes mit anschliessender Last realisieren. Zudem ist von Vorteil, dass keine Justage, auch bei unterschiedlichen Massen, die an ein und demselben Pneumatikzylinder anliegen, erforderlich ist. Insbesondere lässt sich über das entsprechende Überdruckventil eine grosse Massendifferenz von bspw. 5 bis 60 kg mit ein und demselben Zylinder bewegen, auch bei sehr hohen und sich ändernden Geschwindigkeiten bzw. Beschleunigungen. Das Überdruckventil dämpft die Schwingungen vollständig in den Endlagen.

[0021] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Figur 1 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf einen Pneumatikzylinder mit eingesetztem Schubstangenelement;

Figur 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein Schubstangenelement mit zwei Dämpferhülsen und dazwischen gelagerten Dichtelementen sowie einen Teillängsschnitt durch ein Lagerelement mit Lagerung zur Aufnahme der Dämpfungshülse;

Figur 3 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Dämpferhülse;

Figur 4 eine Seitenansicht auf die Dämpferhülse gemäss Figur 3;

Figur 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Dämpferhülse gemäss Figur 3;

Figur 6 eine Seitenansicht der Dämpferhülse gemäss Figur 5;

Figuren 7a und 7b schematisch dargestellte Seitenansichten auf eine Dämpferhülse mit erfindungsgemässer Einkerbung;

Figuren 8a und 8b Seitenansichten auf die Dämpferhülse gemäss den Figuren 3, 5 sowie 7a als weitere Ausführungsbeispiele mit erfindungsgemässer Einkerbung;

Figur 9 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch die Dämpferhülse gemäss Figur 7a entlang Linie IX-IX;

Figur 10 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine mögliche weitere Anordnung der Einkerbung in einer Mantelfläche einer Dämpferhülse;

Figur 11 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Dämpferhülse;

Figur 12 eine Seitenansicht auf die Dämpferhülse gemäss Figur 11;

Figur 13 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf das weitere Ausführungsbeispiel der Dämpferhülse gemäss den Figuren 11 und 12;

Figur 14 einen schematisch dargestellten Teillängsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Pneumatikzylinders gemäss Figur 1.

[0022] Gemäss Figur 1 weist ein Pneumatikzylinder R ein Gehäuse 1 auf, welches im Inneren zylinderartig ausgebildet ist. Endseits an das Gehäuse 1 schliessen jeweils Lagerelemente 2.1, 2.2 an, die einerseits ein innenliegendes Schubstangenelement 3 zum Hin- und Herbewegen beliebiger Lasten mit Druck beaufschlagen und entsprechend steuern.

[0023] Dabei sind entsprechende Öffnungen 4.1, 4.2 in den Lagerelementen 2.1, 2.2 vorgesehen, die die entsprechenden Anschlüsse für die hier nicht dargestellten Pneumatikleitungen zum Zuführen von Luft oder Gas in das Gehäuseinnere des Gehäuses 1 bilden.

[0024] Wird Luft durch die Öffnung 4.1 über das Lagerelement 2.1 in das Gehäuse 1 eingeleitet, so lässt sich das Schubstangenelement 3 in Richtung des Lagerelementes 2.2 bewegen. Wird dagegen Luft oder Gas über die Öffnung 4.2 in das Gehäuse 1 eingeleitet, lässt sich das Schubstangenelement 3 zurückbewegen.

[0025] Zur Endlagendämpfung sind in den Lagerelementen 2.1, 2.2 Dichtelemente od. dgl. vorgesehen, in welche entsprechende, dem Schubstangenelement 3 zugeordnete Dämpferhülsen 5, wie sie bspw. in Figur 2 aufgezeigt sind, eingreifen. Zwischen den beiden Dämpferhülsen 5 ist zumindest ein Dichtelement 6 vorgesehen, welches kolbenartig innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 verläuft und das Schubstangenelement 3 einerseits lagert und andererseits abdichtet.

[0026] Die Durchmesser der Dämpferhülse 5 sind etwas grösser als die der Schubstange 7 des Schubstangenelementes 3.

[0027] Die Dämpferhülsen 5 greifen in die entsprechenden Lagerelemente 2.1, 2.2, insbesondere in deren Lagerung 13 abgedichtet ein, wobei die Öffnung 4 verschlossen wird. Herkömmlich wird über eine Drossel, ein Drosselventil od. dgl. die komprimierte Luft zur Dämpfung einer Schubbewegung des Schubstangenelementes 3 in einer Endlage kontinuierlich und langsam abgeführt.

[0028] Bei der vorliegenden Erfindung hingegen kann auf entsprechende Drosselelemente verzichtet werden, in dem erfindungsgemäss der Dämpferhülse 5 oder deren Lagerung 13 zumindest eine Einkerbung 8 in deren Mantelflächen 9 vorgesehen ist.

[0029] Wie insbesondere in Figur 2 dargestellt, ist die Einkerbung 8 linear und parallel zur Schubstange 7 in einer Längsrichtung der Dämpferhülse 5 vorgesehen.

[0030] Gelangt das Schubstangenelement 3, insbesondere die Dämpferhülse 5 in die entsprechende Dichtung der Lagerelemente 2.1 oder 2.2 bzw. in die Lagerung 13 in den jeweiligen Endlagen, so kann zur Endlagendämpfung der Bewegung des Schubstangenelementes 3 die komprimierte Luft im Lagerelement 2.1 oder 2.2 bzw. in der Lagerung 13 über die Einkerbung 8 kontinuierlich, permanent und langsam entweichen.

[0031] Jeweils einends ist die Dämpferhülse 5 mit einer Phase 10 versehen, die zum Einführen in die Lagerung 13 der Lagerelemente 2.1, 2.2 dient.

[0032] In den Figuren 3 und 5 sind jeweils Längsschnitte der Dämpferhülse aufgezeigt, in welcher die Einkerbung 8 ersichtlich ist. In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 sowie 5 und 6 ist die Einkerbung 8 querschnittlich dreieckartig ausgebildet.

[0033] Dabei ist die Einkerbung 8 im Bereich einer Stirnseite 11 wesentlich tiefer ausgehend von der Mantelfläche 9 eingelassen und ist zur Mantelfläche 9 betrachtet auslaufend, zur gegenüberliegenden Stirnseite 12 ausgebildet. Im Bereich der Stirnseite 12, insbesondere in der Mantelfläche 9 ist die Einkerbung 8 sehr gering oder geht nahezu in die Mantelfläche 9 über.

[0034] Hierdurch verändert sich permanent eine Querschnittsfläche der Einkerbung 8, wobei ausgehend von der Stirnseite 11 diese Querschnittsfläche sich in Richtung der Stirnseite 12 verjüngt.

[0035] Ferner soll auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen, wie es bspw. in Figur 2 angedeutet ist, dass einer Lagerung 13 der Lagerelemente 2.1 oder 2.2 im Bereich einer inneren Mantelfläche 9 die oben beschriebene Einkerbung 8 vorgesehen sein kann. Dann wäre entsprechend auf der Dämpferhülse 5 bspw. ein Dichtring vorgesehen, so dass über die Einkerbung 8 in der inneren Mantelfläche 9 der Lagerung 13 der Lagerelemente 2.1 oder 2.2 zur Endlagendämpfung der Überdruck bzw. Luft oder Gas entweichen kann. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.

[0036] Ist die Einkerbung 8 der Dämpferhülse 5 zugeordnet, so sind entsprechende Dichtelemente innerhalb der Lagerung 13 der Lagerelemente 2.1, 2.2 vorgesehen. Ist die zumindest eine Einkerbung 8 innerhalb der Mantelfläche 9 der Lagerung 13 der Lagerelemente 2.1, 2.2 vorgesehen, so sind entsprechende Dichtelemente der Dämpferhülse 5 zugeordnet.

[0037] In den Figuren 7a und 7b sind Seitenansichten auf eine entsprechende Dämpferhülse 5 dargestellt, aus welcher ersichtlich ist, dass die Einkerbung 8 in etwa dreieckartig verläuft und einen Winkel β von etwa 30 bis 90°, vorzugsweise 60° einschliesst.

[0038] Dabei liegt auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Einkerbungen 8 in die Mantelfläche 9, über den Umfang verteilt einzulassen, wobei diese, wie insbesondere in Figur 8a dargestellt ist, auch rechteckartig und wie in Figur 8b dargestellt, auch gewölbt ausgebildet sein können.

[0039] In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 9 ist im Teilquerschnitt vergrössert dargestellt, dass die Einkerbung 8 im Bereich der Stirnseite 11 eine maximale Tiefe T aufweist, und verjüngt zur anderen gegenüberliegenden Stirnseite 12 in die Ebene der Mantelfläche 9 ausläuft. Dabei schliesst die Einkerbung 8 in einer Axialrichtung betrachtet zur Mantelfäche 9 einen Winkel α von 1° bis 3° und vorzugsweise 1,7° bis 2,0° ein. Die Erfindung soll jedoch nicht auf diese Winkel α beschränkt sein.

[0040] Diese Veränderung des Querschnittes bzw. dieses kontinuierliche Auslaufen der Einkerbung 8 soll auch in der Lagerung 13 vorgesehen sein, wie sie insbesondere in Figur 2 dargestellt ist. Dabei soll eine maximale Tiefe T immer von der Stirnseite 11 zur gegenüberliegenden Stirnseite 12 verjüngt auslaufen.

[0041] In dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 10 ist eine Draufsicht auf die Dämpferhülse 5 aufgezeigt, bei welcher die Einkerbung 8 bspw. diagonal verlaufend in der Mantelfläche 9 vorgesehen ist. Hierauf sei die vorliegenden Erfindung ebenfalls nicht beschränkt.

[0042] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 11 und 12 ist eine weitere Dämpferhülse 5.1 aufgezeigt, in dessen Mantelfläche 9 wenigstens eine Ausnehmung 14, insbesondere Öffnung, Bohrung oder Sackloch vorzugsweise axial vorgesehen ist. Im wesentlichen ragt die Ausnehmung 14 in Stirnseite 11 und führt zur Stirnseite 12. Die Ausnehmung 14 ist jedoch ein Sackloch. Ferner treffen radiale Bohrungen 15 von aussen auf die Ausnehmung 14, wie es auch in der Draufsicht gemäss Figur 13 dargestellt ist.

[0043] Die Funktionsweise des vorliegenden Ausführungsbeispieles entspricht in etwa der oben beschriebenen zu den Figuren 2 bis 6.

[0044] Wichtig ist, dass bei Eintritt der Dämpferhülse 5.1 mit seiner Stirnseite 11 in das Lagerelement 2.1, 2.2 über die Bohrungen 15 die zwischen Dichtelement 6 und Lagerelement 2.1, 2.2 komprimierte Luft zur Endlagendämpfung durch die Bohrungen 15 in die Ausnehmung 14 expandiert und von dort über die Öffnungen 4.1 oder 4.2 der Lagerelemente 2.1, 2.2 entweichen kann.

[0045] Durch permanentes Einschieben der Dämpferhülse 5.1 in das Lagerelement 2.1, 2.2 in welchem ein hier nicht näher dargestelltes Dichtelement stirnseitig sitzt, wird die Anzahl der mit Druck beaufschlagten Bohrungen 14 geringer, so dass ein geringerer Volumenstrom des expandierenden Gases durch die Bohrungen 15 bzw. Ausnehmung 14 zur Endlagendämpfung entweichen kann.

[0046] Dabei können die einzelnen Bohrungen 15 zueinander in variablen Abständen A axial angeordnet sein, um hierüber Einfluss auf ein Dämpfungsverhalten zu nehmen.

[0047] Auch kann ein Durchmesser D der einzelnen Bohrungen 15 variieren, so dass hierüber Einfluss auf das Ausströmverhalten und damit auch das Dämpfungsverhalten des komprimierten Gases genommen werden kann.

[0048] Insbesondere beim Eingriff der Stirnseite 11 der Dämpferhülse 5, 5.1 in das nicht dargestellte Dichtelement des Lagerelementes 2.1, 2.2 bildet sich ein sogenannter Ringraum zwischen Dichtelement 6 und der Stirnseite 11 des Lagerelementes 2.1, 2.2.

[0049] Um die Endlage zu dämpfen hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen die Luft bzw. das Gas in einer bestimmbaren Ausströmgeschwindigkeit des zwischen Dichtelementes 6 und Lagerelement 2.1, 2.2 gebildeten Raumes auszubringen.

[0050] Insbesondere wenn das Dichtelement 6 nahe des Lagerelementes 2.1 oder 2.2 sich befindet, soll die Geschwindigkeit des Schubstangenelementes 3 nahezu auf null gedämpft sein, ohne dass das Dichtelement 6 gegen das Lagerelement 2.1, 2.2 mit hoher Geschwindigkeit anschlägt. Dabei kann die Luft, wie es insbesondere in den Figuren 2 bis 10 dargestellt ist, über die sogenannte Einkerbung 8 bestimmbar entweichen, wobei von Vorteil ist, dass eine derartige Einkerbung zum einen das Dichtelement im Lagerelement 2.1, 2.2 nicht beeinträchtigt und die Luft, insbesondere das Gas entlang der Einkerbung 8 strömen kann, so dass hier eine Selbstreinigung erfolgt.

[0051] In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Figur 14 ist ein Teillängsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Pneumatikzylinders R₁ aufgezeigt, der in etwa der oben beschriebenen Art entspricht. Die Lagerelemente 2.1, 2.2, die jeweils einends und andernends des Pneumatikzylinders R₁ vorgesehen sind, sind der einfachheithalber lediglich einseitig dargestellt.

[0052] An das zumindest eine Lagerelement 2.1, 2.2 schliesst stirnseitig das Gehäuse 1 an, wobei ein Dichtungsring 16 eines hier nicht näher bezifferten Flansches eine Dichtung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Lagerelement 2.1, 2.2 herstellt.

[0053] Innerhalb der Lagerelemente 2.1, 2.2 weist dieses einen vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Hohlraum 17 auf, wobei im Bereich einer Stirnfläche 18 der Lagerelemente 2.1, 2.2 die Lagerung 13, bspw. als Simmerring od. dgl. Dichtelement eingesetzt ist.

[0054] Ferner mündet in die Stirnfläche 18 innerhalb des Gehäuses 1 ein Überdruckkanal 19 ein, an welchen ein Überdruckventil 20 anschliesst. Im wesentlichen besteht das Überdruckventil 20 aus einem, den Kanal 19 verschliessenden kugelartigen Element 21 einem Federelement 22 und Verschlusselement 23. Diese sind in ein Sackloch 24 des Lagerelementes 2.1, 2.2 eingesetzt.

[0055] An das Sackloch 24 schliesst ferner ein Bypass 25 an, welcher eine Verbindung zwischen dem Überdruckkanal 19 und dem Hohlraum 17 der Lagerelemente 2.1, 2.2 verbindet, wenn sich innerhalb eines Kompressionsraumes 26 ein Überdruck aufbaut, der für das oben beschriebene Entweichen der Luft über die Einkerbung 8 in den Hohlraum 17 nicht ausreicht.

[0056] Dann wird das Überdruckventil 20 betätigt, die Kugel 21 gibt eine Verbindung zwischen Überdruckkanal 19 und Bypass 25 frei, so dass die komprimierte Luft in den Hohlraum 17 gelangen kann und von dort entweder in die Umgebung abgeführt oder über die Öffnungen 4.1, 4.2 zum Zuführen bzw. zum Abführen von Luft entweichen kann.

[0057] Bei der vorliegenden Erfindung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass im herkömmlichen Betrieb, durch das Bewegen des Schubstangenelementes 3 mit Dämpferhülse 5 und zumindest einem Dichtelement 1 innerhalb des Gehäuses 1 die im Endlagenbereich komprimierte Luft im Kompressionsraum 26 über die Einkerbung 8 in den Hohlraum 17, der in dieser Stellung mit der Umgebung verbunden ist, ausströmen kann, um eine Endlage des Schubstangenelementes 3 zu dämpfen.

[0058] Dabei soll auch daran gedacht sein, mittels des Verschlusselementes 23 und/oder des Federelementes 22 Einfluss auf den Überdruck, insbesondere das Überdruckventil 20 zu nehmen, um ein Öffnen lediglich bei einem bestimmbaren und wählbaren Überdruck im Kompressionsraum 26 zu gewährleisten und einen Bypass 25 zum Hohlraum 17 freizugeben.

[0059] Bevorzugt mündet der Bypass 25 hinter der Lagerung 13 und nahe der Öffnung 4.1, 4.2 in den Hohlraum 17 ein.

[0060] Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist ferner, dass bei sehr hohen Massen, insbesondere Massendifferenzen, die mit dem Pneumatikzylinder R₁ bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten hin und her bewegt werden im Endlagenbereich Schwingungen abgebaut werden. Durch das zusätzliche Vorsehen des Überdruckventiles 20, welches lediglich bei einem bestimmten Überdruck, d. h. insbesondere kurz bevor eine entsprechende Schwingung durch einen Überdruck in der Endlage durch Bewegen des Schubstangenelementes 3 gegen das Lagerelement 2.1 oder 2.2 erreicht wird, entsteht, ausgeglichen wird, in dem das Überdruckventil lediglich kurzzeitig öffnet, um die Druckspitze durch Entlastung über den Bypass 25 in den Hohlraum 17 abzubauen. Nur diese Druckspitzen sind für eine Endlagenschwingung des Schubstangenelementes 3 verantwortlich und werden hierdurch verhindert. Beim weiteren Bewegen des Schubstangenelementes 3 wird permanent in oben beschriebener Weise über die Einkerbung 8 die Luft vom immer kleiner werdenden Kompressionsraum 26 über die Einkerbung 8 in der Dämpferhülse 5 in den Hohlraum 17 expandiert.

[0061] Hierdurch wird gewährleistet, dass eine Justage, insbesondere bei grossen Massendifferenzen, die mit ein und demselben Pneumatikzylinder R₁ gefahren werden können, entfällt und eine optimale Endlagendämpfung gewährleistet ist.

[0062] Ebenso werden Schwingungen in den Endlagen vollständig durch das Entlasten der Druckspitzen über das Überdruckventil 20 abgebaut.

[0063] Zudem können sehr hohe Geschwindigkeiten und insbesondere Beschleunigungen auch grosser Massen eingestellt werden. Insbesondere lässt sich ohne eine Nachjustage mit ein und demselben Pneumatikzylinder R₁ ein leichtes und ein sehr schweres Gewicht bewegen, wobei die Massendifferenzen, ohne dass ein Nachjustieren erforderlich ist, zwischen 5 und 60 kg, vorzugsweise zwischen 5 und 40 kg liegen können.

[0064] Von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass hierdurch eine selbst einzustellende Endlagendämpfung bei Pneumatikzylindern erfolgt. Dabei arbeiten die erfindungsgemässen Pneumatikzylinder in absolutem Gleichlauf, wobei schnellere Maschinentaktzeiten erzielt werden können.

[0065] Ferner ist von Vorteil, dass keine Ersteinstellung der Dämpfung des Pneumatikzylinders notwendig ist. Eine Endlagendrosselung sowie Drosselbohrungen und Endlagendrosseln entfallen. Diese verschmutzen oft und erfordern hierdurch eine häufige Endlagenjustierung bzw. Nachjustierung der Maschinen. Dies führt insgesamt zu einer erhöhten Lebensdauer der Pneumatikzylinder R, R₁.

Positionszahlenliste

1	Gehäuse	34		67
2	Lagerelement	35		68
3	Schubstangenelement	36		69
4	Öffnung	37		70
5	Dämpferhülse	38		71
6	Dichtelement	39		72
7	Schubstange	40		73
8	Einkerbung	41		74
9	Mantelfläche	42		75
10	Phase	43		76
11	Stirnseite	44		77
12	Stirnseite	45		78
13	Lagerung	46		79
14	Ausnehmung	47
15	Bohrung	48
16	Dichtungring	49
17	Hohlraum	50
18	Stirnfläche	51		R	Pneumatikzylinder
19	Überdruckkanal	52		R1	Pneumatikzylinder
20	Überdruckventil	53		X	Doppelpfeilrichtung
21	Kugel	54
22	Federelement	55		α	Winkel
23	Verschlusselement	56		β	Winkel
24	Sackloch	57
25	Bypass	58		T	Tiefe
26	Kompressionsraum	59
27		60		A	Abstand
28		61
29		62		D	Durchmesser
30		63
31		64
32		65
33		66

Ansprüche

1. Pneumatikzylinder mit Endlagendämpfung mit einem Gehäuse (1) in welchem zumindest ein Schubstangenelement (3) mit zumindest einem Dichtelement (6) linear bewegbar gelagert ist, wobei dem Schubstangenelement (3) zumindest eine Dämpferhülse (5) zugeordnet ist, welche in den Endlagen in stirnseitige Lagerelemente (2.1, 2.2) eingreift,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Endlagendämpfung und zur Entlüftung die Dämpferhülse (5) oder deren Lagerung (13) zumindest eine Einkerbung (8) aufweist, welche in einer Mantelfläche (9) etwa axial zu der Dämpferhülse (5) oder in deren Lagerung (13) vorgesehen ist, wobei die Einkerbung (8), ausgehend von der Mantelfläche (9) der Dämpferhülse (5) oder der Mantelfläche (9) von deren Lagerung (13) in diese in einem Winkel (a) von etwa 1 bis 3°, insbesondere 1.7 bis 2.0° geneigt eingelassen und die zumindest eine Einkerbung (8) querschnittlich dreieckartig in einem Winkel b von etwa 30° bis 90°, insbesondere 60° ausgebildet ist.

2. Pneumatikzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einkerbung (8) in etwa axial zur Dämpferhülse (5) oder in etwa axial zu deren Lagerung (13) in der Mantelfläche (9) vorgesehen ist.

3. Pneumatikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einkerbung (8) in etwa parallel zum Schubstangenelement (3) in der Dämpferhülse (5) oder deren Lagerung (13) vorgesehen ist.

4. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferhülse (5) einends mit einer Phase (10) zum Eingreifen in zumindest ein Dichtelement (6) der Lagerung (13) versehen ist.

5. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einkerbung (8) in unterschiedlichen Tiefen (T) in der Dämpferhülse (5) oder in deren Lagerung (13) vorgesehen ist.

6. Pneumatikzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe (T) im Bereich der Phase (10) der Dämpferhülse (5) oder deren Lagerung (13) maximal ist und andernends stirnseitig der Dämpferhülse (5) oder deren Lagerung (13) die Einkerbung (8) eben in die Mantelfläche (9) ausläuft.

7. Pneumatikzylinder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einkerbung (8) linear und parallel zu einer Längsrichtung der Dämpferhülse (5) oder deren Lagerung (13) in dieser vorgesehen ist und/oder diagonal über die Mantelfläche (9) von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende über die Mantelfläche (9) verläuft.

8. Dämpferhülse oder deren Lagerung, für Schubstangenelemente (3) für Pneumatikzylinder, dadurch gekennzeichnet, dass zur Endlagendämpfung und zur Entlüftung diese zumindest eine Einkerbung (8) aufweist, in einer Mantelfläche (9) vorgesehen ist, wobei die Einkerbung (8), ausgehend von der Mantelfläche (9) der Dämpferhülse (5) oder der Mantelfläche (9) von deren Lagerung (13) in diese in einem Winkel (a) von etwa 1 bis 3°, insbesondere 1.7 bis 2.0° geneigt eingelassen und die zumindest eine Einkerbung (8) querschnittlich dreieckartig in einem Winkel b von etwa 30° bis 90°, insbesondere 60° ausgebildet ist.

9. Dämpferhülse oder deren Lagerung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einkerbung (8) in einer Längsrichtung achsparallel oder diagonal verlaufend in der Mantelfläche (9) vorgesehen ist.

10. Dämpferhülse oder deren Lagerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einkerbung (8) einends tiefer in die Mantelfläche (9) eingelassen ist, als andernends.

11. Dämpferhülse oder deren Lagerung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Einkerbung (8) einends im Bereich einer Stirnseite (11) tiefer ausgebildet ist und andernends im Bereich einer gegenüberliegenden Stirnseite (12) auslaufend in die Mantelfläche (9) übergeht.

Claims

1. Pneumatic cylinder with end-position damping, said cylinder having a housing (1) in which is mounted, in a linearly displaceable manner, at least one push-rod member (3) with at least one sealing member (6), the push-rod member (3) having at least one damping sleeve (5) associated therewith, which, in the end positions, engages in bearing members (2.1, 2.2) on the end face, characterised in that, for end-position damping and for venting, the damping sleeve (5) or the bearing support (13) thereof has at least one notch (8), which is provided in a surface (9) substantially axially relative to the damping sleeve (5) or in the bearing support (13) thereof, the notch (8) extending from the surface (9) of the damping sleeve (5) or from the surface (9) of the mounting support (13) thereof and being introduced into said surface in an inclined manner at an angle (a) of substantially 1° to 3°, more especially 1.7° to 2.0°, and the at least one notch (8) having a triangular cross-section and being provided at an angle (b) of substantially 30° to 90°, more especially 60°.

2. Pneumatic cylinder according to claim 1, characterised in that the at least one notch (8) is provided in the surface (9) substantially axially relative to the damping sleeve (5) or substantially axially relative to the bearing support (13) thereof.

3. Pneumatic cylinder according to claim 1 or 2, characterised in that the at least one notch (8) is provided substantially parallel to the push-rod member (3) in the damping sleeve (5) or the bearing support (13) thereof.

4. Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 3, characterised in that the damping sleeve (5) is provided at one end with a chamfer (10) for engaging in at least one sealing member (6) of the bearing support (13).

5. Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 4, characterised in that the at least one notch (8) is provided at different depths (T) in the damping sleeve (5) or in the bearing support (13) thereof.

6. Pneumatic cylinder according to claim 5, characterised in that the maximum depth (T) is situated in the region of the chamfer (10) of the damping sleeve (5) or the bearing support (13) thereof, and the notch (8) extends at the other end on the end face of the damping sleeve (5) or the bearing support (13) thereof into the surface (9) in a flat manner.

7. Pneumatic cylinder according to at least one of claims 1 to 6, characterised in that the at least one notch (8) is provided in the damping sleeve (5) or the bearing support (13) thereof linearly and parallel to a longitudinal direction of said damping sleeve or bearing support, and/or extends diagonally over the surface (9) from a first end to a second end.

8. Damping sleeve, or bearing support thereof, for push-rod members (3) for pneumatic cylinders, characterised in that, for end-position damping and for venting, said damping sleeve or bearing support has at least one notch (8), which is provided in a surface (9), the notch (8) extending from the surface (9) of the damping sleeve (5) or from the surface (9) of the mounting support (13) thereof and being introduced into said surface in an inclined manner at an angle (a) of substantially 1° to 3°, more especially 1.7° to 2.0°, and the at least one notch (8) having a triangular cross-section and being provided at an angle (b) of substantially 30° to 90°, more especially 60°.

9. Damping sleeve or bearing support thereof according to claim 8, characterised in that the at least one notch (8) is provided in the surface (9) so as to extend in a longitudinal direction in an axis-parallel manner or diagonally.

10. Damping sleeve or bearing support thereof according to claim 9, characterised in that the at least one notch (8) is introduced into the surface (9) to a deeper level at one end than at the other end.

11. Damping sleeve or bearing support thereof according to at least one of claims 8 to 10, characterised in that the at least one notch (8) is deeper at one end in the region of one end face (11) and, at the other end, passes into the surface (9) so as to extend in the region of an oppositely situated end face (12).

Revendications

1. Vérin pneumatique à amortissement de fin de course, avec un boîtier (1) dans lequel est monté de manière déplaçable linéairement au moins un élément de tige de poussée (3) avec au moins un élément d'étanchéité (6), à l'élément de tige de poussée (3) étant associée au moins une douille d'amortissement (5) qui s'engage, en fin de course, dans des éléments de roulement du côté frontal (2.1, 2.2),
caractérisé par le fait
que pour l'amortissement de fin de course et pour la purge d'air, la douille d'amortissement (5) ou son dispositif de montage (13) présente au moins une entaille (8) qui est prévue dans une surface d'enveloppe (9) environ axialement à la douille d'amortissement (5) ou dans son dispositif de montage (13), l'entaille (8) étant encastrée de manière inclinée, partant de la surface d'enveloppe (9) de la douille d'amortissement (5)) ou de la surface d'enveloppe (9) de son dispositif de montage (13), dans cette dernière suivant un angle (a) d'environ 1 à 3°, en particulier de 1,7 à 2,0° et l'au moins une entaille (8) étant réalisée à section triangulaire suivant un angle b d'environ 30° à 90°, en particulier de 60°.

2. Vérin pneumatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'au moins une entaille (8) est prévue environ axialement par rapport à la douille d'amortissement (5) ou environ axialement par rapport à son dispositif de montage (13) dans la surface d'enveloppe (9).

3. Vérin pneumatique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'au moins une entaille (8) est prévue environ parallèlement à l'élément de tige de poussée (3) dans la douille d'amortissement (5) ou son dispositif de montage (13).

4. Vérin pneumatique selon au moins l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la douille d'amortissement (5) est pourvue, à une extrémité, d'une phase (10) destinée à s'engager dans au moins un élément d'étanchéité (6) du dispositif de montage (13).

5. Vérin pneumatique selon au moins l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'au moins une entaille (8) est prévue à des profondeurs différentes (T) dans la douille d'amortissement (5) ou son dispositif de montage (13).

6. Vérin pneumatique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la profondeur (T) est maximale à l'endroit de la phase (10) de la douille d'amortissement (5) ou de son dispositif de montage (13), que, à l'autre extrémité, du côté frontal de la douille d'amortissement (5) ou de son dispositif de montage (13), l'entaille {8} aboutit à fleur dans la surface d'enveloppe (9).

7. Vérin pneumatique selon au moins l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'au moins une entaille (8) est prévue de manière linéaire et parallèle à la direction longitudinale de la douille d'amortissement (5) ou de son dispositif de montage (13} dans celle-ci ou celui-ci et/ou s'étend diagonalement sur la surface d'enveloppe {9), d'une première extrémité à une deuxième extrémité sur la surface d'enveloppe (9).

8. Douille d'amortissement ou son dispositif de montage pour éléments de tige de poussée (3) de vérin pneumatique, caractérisée par le fait que, pour l'amortissement de fin de course et pour la purge d'air, elle présente au moins une entaille (8) qui est prévue dans une surface d'enveloppe (9), l'entaille (8) étant encastrée de manière inclinée, partant de la surface d'enveloppe (9) de la douille d'amortissement (5) ou de la surface d'enveloppe (9) de son dispositif de montage (13), dans cette dernière suivant un angle (a) d'environ 1 à 3°, en particulier de 1,7 à 2,0° et l'au moins une entaille (8) étant réalisée à section triangulaire suivant un angle b d'environ 30° à 90°, en particulier de 60°.

9. Douille d'amortissement ou son dispositif de montage selon la revendication 8, caractérisée par le fait que l'au moins une entaille (8) est prévue de manière à s'étendre, dans une direction longitudinale, parallèle à l'axe ou diagonalement dans la surface d'enveloppe (9).

10. Douille d'amortissement ou son dispositif de montage selon la revendication 9, caractérisée par le fait que l'au moins une entaille (8) est, à une extrémité, encastrée plus profondément dans la surface d'enveloppe (9} qu'à l'autre extrémité.

11. Douille d'amortissement ou son dispositif de montage selon au moins l'une des revendications 8 à 10, caractérisée par le fait que l'au moins une entaille (8) est, à une extrémité, réalisée plus profondément à l'endroit d'une face frontale (11) et, à l'autre extrémité, passe, à l'endroit d'une face frontale opposée (12) à fleur dans la surface d'enveloppe (9).

Zeichnung